Merge tag 'mvebu' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/arm/arm-soc
[platform/adaptation/renesas_rcar/renesas_kernel.git] / kernel / sched / fair.c
1 /*
2  * Completely Fair Scheduling (CFS) Class (SCHED_NORMAL/SCHED_BATCH)
3  *
4  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Ingo Molnar <mingo@redhat.com>
5  *
6  *  Interactivity improvements by Mike Galbraith
7  *  (C) 2007 Mike Galbraith <efault@gmx.de>
8  *
9  *  Various enhancements by Dmitry Adamushko.
10  *  (C) 2007 Dmitry Adamushko <dmitry.adamushko@gmail.com>
11  *
12  *  Group scheduling enhancements by Srivatsa Vaddagiri
13  *  Copyright IBM Corporation, 2007
14  *  Author: Srivatsa Vaddagiri <vatsa@linux.vnet.ibm.com>
15  *
16  *  Scaled math optimizations by Thomas Gleixner
17  *  Copyright (C) 2007, Thomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
18  *
19  *  Adaptive scheduling granularity, math enhancements by Peter Zijlstra
20  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Peter Zijlstra <pzijlstr@redhat.com>
21  */
22
23 #include <linux/latencytop.h>
24 #include <linux/sched.h>
25 #include <linux/cpumask.h>
26 #include <linux/slab.h>
27 #include <linux/profile.h>
28 #include <linux/interrupt.h>
29
30 #include <trace/events/sched.h>
31
32 #include "sched.h"
33
34 /*
35  * Targeted preemption latency for CPU-bound tasks:
36  * (default: 6ms * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
37  *
38  * NOTE: this latency value is not the same as the concept of
39  * 'timeslice length' - timeslices in CFS are of variable length
40  * and have no persistent notion like in traditional, time-slice
41  * based scheduling concepts.
42  *
43  * (to see the precise effective timeslice length of your workload,
44  *  run vmstat and monitor the context-switches (cs) field)
45  */
46 unsigned int sysctl_sched_latency = 6000000ULL;
47 unsigned int normalized_sysctl_sched_latency = 6000000ULL;
48
49 /*
50  * The initial- and re-scaling of tunables is configurable
51  * (default SCHED_TUNABLESCALING_LOG = *(1+ilog(ncpus))
52  *
53  * Options are:
54  * SCHED_TUNABLESCALING_NONE - unscaled, always *1
55  * SCHED_TUNABLESCALING_LOG - scaled logarithmical, *1+ilog(ncpus)
56  * SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR - scaled linear, *ncpus
57  */
58 enum sched_tunable_scaling sysctl_sched_tunable_scaling
59         = SCHED_TUNABLESCALING_LOG;
60
61 /*
62  * Minimal preemption granularity for CPU-bound tasks:
63  * (default: 0.75 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
64  */
65 unsigned int sysctl_sched_min_granularity = 750000ULL;
66 unsigned int normalized_sysctl_sched_min_granularity = 750000ULL;
67
68 /*
69  * is kept at sysctl_sched_latency / sysctl_sched_min_granularity
70  */
71 static unsigned int sched_nr_latency = 8;
72
73 /*
74  * After fork, child runs first. If set to 0 (default) then
75  * parent will (try to) run first.
76  */
77 unsigned int sysctl_sched_child_runs_first __read_mostly;
78
79 /*
80  * SCHED_OTHER wake-up granularity.
81  * (default: 1 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
82  *
83  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
84  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
85  * have immediate wakeup/sleep latencies.
86  */
87 unsigned int sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
88 unsigned int normalized_sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
89
90 const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost = 500000UL;
91
92 /*
93  * The exponential sliding  window over which load is averaged for shares
94  * distribution.
95  * (default: 10msec)
96  */
97 unsigned int __read_mostly sysctl_sched_shares_window = 10000000UL;
98
99 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
100 /*
101  * Amount of runtime to allocate from global (tg) to local (per-cfs_rq) pool
102  * each time a cfs_rq requests quota.
103  *
104  * Note: in the case that the slice exceeds the runtime remaining (either due
105  * to consumption or the quota being specified to be smaller than the slice)
106  * we will always only issue the remaining available time.
107  *
108  * default: 5 msec, units: microseconds
109   */
110 unsigned int sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice = 5000UL;
111 #endif
112
113 /*
114  * Increase the granularity value when there are more CPUs,
115  * because with more CPUs the 'effective latency' as visible
116  * to users decreases. But the relationship is not linear,
117  * so pick a second-best guess by going with the log2 of the
118  * number of CPUs.
119  *
120  * This idea comes from the SD scheduler of Con Kolivas:
121  */
122 static int get_update_sysctl_factor(void)
123 {
124         unsigned int cpus = min_t(int, num_online_cpus(), 8);
125         unsigned int factor;
126
127         switch (sysctl_sched_tunable_scaling) {
128         case SCHED_TUNABLESCALING_NONE:
129                 factor = 1;
130                 break;
131         case SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR:
132                 factor = cpus;
133                 break;
134         case SCHED_TUNABLESCALING_LOG:
135         default:
136                 factor = 1 + ilog2(cpus);
137                 break;
138         }
139
140         return factor;
141 }
142
143 static void update_sysctl(void)
144 {
145         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
146
147 #define SET_SYSCTL(name) \
148         (sysctl_##name = (factor) * normalized_sysctl_##name)
149         SET_SYSCTL(sched_min_granularity);
150         SET_SYSCTL(sched_latency);
151         SET_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
152 #undef SET_SYSCTL
153 }
154
155 void sched_init_granularity(void)
156 {
157         update_sysctl();
158 }
159
160 #if BITS_PER_LONG == 32
161 # define WMULT_CONST    (~0UL)
162 #else
163 # define WMULT_CONST    (1UL << 32)
164 #endif
165
166 #define WMULT_SHIFT     32
167
168 /*
169  * Shift right and round:
170  */
171 #define SRR(x, y) (((x) + (1UL << ((y) - 1))) >> (y))
172
173 /*
174  * delta *= weight / lw
175  */
176 static unsigned long
177 calc_delta_mine(unsigned long delta_exec, unsigned long weight,
178                 struct load_weight *lw)
179 {
180         u64 tmp;
181
182         /*
183          * weight can be less than 2^SCHED_LOAD_RESOLUTION for task group sched
184          * entities since MIN_SHARES = 2. Treat weight as 1 if less than
185          * 2^SCHED_LOAD_RESOLUTION.
186          */
187         if (likely(weight > (1UL << SCHED_LOAD_RESOLUTION)))
188                 tmp = (u64)delta_exec * scale_load_down(weight);
189         else
190                 tmp = (u64)delta_exec;
191
192         if (!lw->inv_weight) {
193                 unsigned long w = scale_load_down(lw->weight);
194
195                 if (BITS_PER_LONG > 32 && unlikely(w >= WMULT_CONST))
196                         lw->inv_weight = 1;
197                 else if (unlikely(!w))
198                         lw->inv_weight = WMULT_CONST;
199                 else
200                         lw->inv_weight = WMULT_CONST / w;
201         }
202
203         /*
204          * Check whether we'd overflow the 64-bit multiplication:
205          */
206         if (unlikely(tmp > WMULT_CONST))
207                 tmp = SRR(SRR(tmp, WMULT_SHIFT/2) * lw->inv_weight,
208                         WMULT_SHIFT/2);
209         else
210                 tmp = SRR(tmp * lw->inv_weight, WMULT_SHIFT);
211
212         return (unsigned long)min(tmp, (u64)(unsigned long)LONG_MAX);
213 }
214
215
216 const struct sched_class fair_sched_class;
217
218 /**************************************************************
219  * CFS operations on generic schedulable entities:
220  */
221
222 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
223
224 /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
225 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
226 {
227         return cfs_rq->rq;
228 }
229
230 /* An entity is a task if it doesn't "own" a runqueue */
231 #define entity_is_task(se)      (!se->my_q)
232
233 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
234 {
235 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
236         WARN_ON_ONCE(!entity_is_task(se));
237 #endif
238         return container_of(se, struct task_struct, se);
239 }
240
241 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
242 #define for_each_sched_entity(se) \
243                 for (; se; se = se->parent)
244
245 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
246 {
247         return p->se.cfs_rq;
248 }
249
250 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
251 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
252 {
253         return se->cfs_rq;
254 }
255
256 /* runqueue "owned" by this group */
257 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
258 {
259         return grp->my_q;
260 }
261
262 static void update_cfs_rq_blocked_load(struct cfs_rq *cfs_rq,
263                                        int force_update);
264
265 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
266 {
267         if (!cfs_rq->on_list) {
268                 /*
269                  * Ensure we either appear before our parent (if already
270                  * enqueued) or force our parent to appear after us when it is
271                  * enqueued.  The fact that we always enqueue bottom-up
272                  * reduces this to two cases.
273                  */
274                 if (cfs_rq->tg->parent &&
275                     cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu_of(rq_of(cfs_rq))]->on_list) {
276                         list_add_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
277                                 &rq_of(cfs_rq)->leaf_cfs_rq_list);
278                 } else {
279                         list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
280                                 &rq_of(cfs_rq)->leaf_cfs_rq_list);
281                 }
282
283                 cfs_rq->on_list = 1;
284                 /* We should have no load, but we need to update last_decay. */
285                 update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 0);
286         }
287 }
288
289 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
290 {
291         if (cfs_rq->on_list) {
292                 list_del_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list);
293                 cfs_rq->on_list = 0;
294         }
295 }
296
297 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
298 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
299         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &rq->leaf_cfs_rq_list, leaf_cfs_rq_list)
300
301 /* Do the two (enqueued) entities belong to the same group ? */
302 static inline int
303 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
304 {
305         if (se->cfs_rq == pse->cfs_rq)
306                 return 1;
307
308         return 0;
309 }
310
311 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
312 {
313         return se->parent;
314 }
315
316 /* return depth at which a sched entity is present in the hierarchy */
317 static inline int depth_se(struct sched_entity *se)
318 {
319         int depth = 0;
320
321         for_each_sched_entity(se)
322                 depth++;
323
324         return depth;
325 }
326
327 static void
328 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
329 {
330         int se_depth, pse_depth;
331
332         /*
333          * preemption test can be made between sibling entities who are in the
334          * same cfs_rq i.e who have a common parent. Walk up the hierarchy of
335          * both tasks until we find their ancestors who are siblings of common
336          * parent.
337          */
338
339         /* First walk up until both entities are at same depth */
340         se_depth = depth_se(*se);
341         pse_depth = depth_se(*pse);
342
343         while (se_depth > pse_depth) {
344                 se_depth--;
345                 *se = parent_entity(*se);
346         }
347
348         while (pse_depth > se_depth) {
349                 pse_depth--;
350                 *pse = parent_entity(*pse);
351         }
352
353         while (!is_same_group(*se, *pse)) {
354                 *se = parent_entity(*se);
355                 *pse = parent_entity(*pse);
356         }
357 }
358
359 #else   /* !CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
360
361 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
362 {
363         return container_of(se, struct task_struct, se);
364 }
365
366 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
367 {
368         return container_of(cfs_rq, struct rq, cfs);
369 }
370
371 #define entity_is_task(se)      1
372
373 #define for_each_sched_entity(se) \
374                 for (; se; se = NULL)
375
376 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
377 {
378         return &task_rq(p)->cfs;
379 }
380
381 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
382 {
383         struct task_struct *p = task_of(se);
384         struct rq *rq = task_rq(p);
385
386         return &rq->cfs;
387 }
388
389 /* runqueue "owned" by this group */
390 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
391 {
392         return NULL;
393 }
394
395 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
396 {
397 }
398
399 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
400 {
401 }
402
403 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
404                 for (cfs_rq = &rq->cfs; cfs_rq; cfs_rq = NULL)
405
406 static inline int
407 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
408 {
409         return 1;
410 }
411
412 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
413 {
414         return NULL;
415 }
416
417 static inline void
418 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
419 {
420 }
421
422 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
423
424 static __always_inline
425 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, unsigned long delta_exec);
426
427 /**************************************************************
428  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
429  */
430
431 static inline u64 max_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
432 {
433         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
434         if (delta > 0)
435                 min_vruntime = vruntime;
436
437         return min_vruntime;
438 }
439
440 static inline u64 min_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
441 {
442         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
443         if (delta < 0)
444                 min_vruntime = vruntime;
445
446         return min_vruntime;
447 }
448
449 static inline int entity_before(struct sched_entity *a,
450                                 struct sched_entity *b)
451 {
452         return (s64)(a->vruntime - b->vruntime) < 0;
453 }
454
455 static void update_min_vruntime(struct cfs_rq *cfs_rq)
456 {
457         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
458
459         if (cfs_rq->curr)
460                 vruntime = cfs_rq->curr->vruntime;
461
462         if (cfs_rq->rb_leftmost) {
463                 struct sched_entity *se = rb_entry(cfs_rq->rb_leftmost,
464                                                    struct sched_entity,
465                                                    run_node);
466
467                 if (!cfs_rq->curr)
468                         vruntime = se->vruntime;
469                 else
470                         vruntime = min_vruntime(vruntime, se->vruntime);
471         }
472
473         cfs_rq->min_vruntime = max_vruntime(cfs_rq->min_vruntime, vruntime);
474 #ifndef CONFIG_64BIT
475         smp_wmb();
476         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
477 #endif
478 }
479
480 /*
481  * Enqueue an entity into the rb-tree:
482  */
483 static void __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
484 {
485         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
486         struct rb_node *parent = NULL;
487         struct sched_entity *entry;
488         int leftmost = 1;
489
490         /*
491          * Find the right place in the rbtree:
492          */
493         while (*link) {
494                 parent = *link;
495                 entry = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
496                 /*
497                  * We dont care about collisions. Nodes with
498                  * the same key stay together.
499                  */
500                 if (entity_before(se, entry)) {
501                         link = &parent->rb_left;
502                 } else {
503                         link = &parent->rb_right;
504                         leftmost = 0;
505                 }
506         }
507
508         /*
509          * Maintain a cache of leftmost tree entries (it is frequently
510          * used):
511          */
512         if (leftmost)
513                 cfs_rq->rb_leftmost = &se->run_node;
514
515         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
516         rb_insert_color(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
517 }
518
519 static void __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
520 {
521         if (cfs_rq->rb_leftmost == &se->run_node) {
522                 struct rb_node *next_node;
523
524                 next_node = rb_next(&se->run_node);
525                 cfs_rq->rb_leftmost = next_node;
526         }
527
528         rb_erase(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
529 }
530
531 struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
532 {
533         struct rb_node *left = cfs_rq->rb_leftmost;
534
535         if (!left)
536                 return NULL;
537
538         return rb_entry(left, struct sched_entity, run_node);
539 }
540
541 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct sched_entity *se)
542 {
543         struct rb_node *next = rb_next(&se->run_node);
544
545         if (!next)
546                 return NULL;
547
548         return rb_entry(next, struct sched_entity, run_node);
549 }
550
551 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
552 struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
553 {
554         struct rb_node *last = rb_last(&cfs_rq->tasks_timeline);
555
556         if (!last)
557                 return NULL;
558
559         return rb_entry(last, struct sched_entity, run_node);
560 }
561
562 /**************************************************************
563  * Scheduling class statistics methods:
564  */
565
566 int sched_proc_update_handler(struct ctl_table *table, int write,
567                 void __user *buffer, size_t *lenp,
568                 loff_t *ppos)
569 {
570         int ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
571         int factor = get_update_sysctl_factor();
572
573         if (ret || !write)
574                 return ret;
575
576         sched_nr_latency = DIV_ROUND_UP(sysctl_sched_latency,
577                                         sysctl_sched_min_granularity);
578
579 #define WRT_SYSCTL(name) \
580         (normalized_sysctl_##name = sysctl_##name / (factor))
581         WRT_SYSCTL(sched_min_granularity);
582         WRT_SYSCTL(sched_latency);
583         WRT_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
584 #undef WRT_SYSCTL
585
586         return 0;
587 }
588 #endif
589
590 /*
591  * delta /= w
592  */
593 static inline unsigned long
594 calc_delta_fair(unsigned long delta, struct sched_entity *se)
595 {
596         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
597                 delta = calc_delta_mine(delta, NICE_0_LOAD, &se->load);
598
599         return delta;
600 }
601
602 /*
603  * The idea is to set a period in which each task runs once.
604  *
605  * When there are too many tasks (sched_nr_latency) we have to stretch
606  * this period because otherwise the slices get too small.
607  *
608  * p = (nr <= nl) ? l : l*nr/nl
609  */
610 static u64 __sched_period(unsigned long nr_running)
611 {
612         u64 period = sysctl_sched_latency;
613         unsigned long nr_latency = sched_nr_latency;
614
615         if (unlikely(nr_running > nr_latency)) {
616                 period = sysctl_sched_min_granularity;
617                 period *= nr_running;
618         }
619
620         return period;
621 }
622
623 /*
624  * We calculate the wall-time slice from the period by taking a part
625  * proportional to the weight.
626  *
627  * s = p*P[w/rw]
628  */
629 static u64 sched_slice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
630 {
631         u64 slice = __sched_period(cfs_rq->nr_running + !se->on_rq);
632
633         for_each_sched_entity(se) {
634                 struct load_weight *load;
635                 struct load_weight lw;
636
637                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
638                 load = &cfs_rq->load;
639
640                 if (unlikely(!se->on_rq)) {
641                         lw = cfs_rq->load;
642
643                         update_load_add(&lw, se->load.weight);
644                         load = &lw;
645                 }
646                 slice = calc_delta_mine(slice, se->load.weight, load);
647         }
648         return slice;
649 }
650
651 /*
652  * We calculate the vruntime slice of a to be inserted task
653  *
654  * vs = s/w
655  */
656 static u64 sched_vslice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
657 {
658         return calc_delta_fair(sched_slice(cfs_rq, se), se);
659 }
660
661 /*
662  * Update the current task's runtime statistics. Skip current tasks that
663  * are not in our scheduling class.
664  */
665 static inline void
666 __update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr,
667               unsigned long delta_exec)
668 {
669         unsigned long delta_exec_weighted;
670
671         schedstat_set(curr->statistics.exec_max,
672                       max((u64)delta_exec, curr->statistics.exec_max));
673
674         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
675         schedstat_add(cfs_rq, exec_clock, delta_exec);
676         delta_exec_weighted = calc_delta_fair(delta_exec, curr);
677
678         curr->vruntime += delta_exec_weighted;
679         update_min_vruntime(cfs_rq);
680 }
681
682 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
683 {
684         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
685         u64 now = rq_of(cfs_rq)->clock_task;
686         unsigned long delta_exec;
687
688         if (unlikely(!curr))
689                 return;
690
691         /*
692          * Get the amount of time the current task was running
693          * since the last time we changed load (this cannot
694          * overflow on 32 bits):
695          */
696         delta_exec = (unsigned long)(now - curr->exec_start);
697         if (!delta_exec)
698                 return;
699
700         __update_curr(cfs_rq, curr, delta_exec);
701         curr->exec_start = now;
702
703         if (entity_is_task(curr)) {
704                 struct task_struct *curtask = task_of(curr);
705
706                 trace_sched_stat_runtime(curtask, delta_exec, curr->vruntime);
707                 cpuacct_charge(curtask, delta_exec);
708                 account_group_exec_runtime(curtask, delta_exec);
709         }
710
711         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
712 }
713
714 static inline void
715 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
716 {
717         schedstat_set(se->statistics.wait_start, rq_of(cfs_rq)->clock);
718 }
719
720 /*
721  * Task is being enqueued - update stats:
722  */
723 static void update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
724 {
725         /*
726          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
727          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
728          */
729         if (se != cfs_rq->curr)
730                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
731 }
732
733 static void
734 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
735 {
736         schedstat_set(se->statistics.wait_max, max(se->statistics.wait_max,
737                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.wait_start));
738         schedstat_set(se->statistics.wait_count, se->statistics.wait_count + 1);
739         schedstat_set(se->statistics.wait_sum, se->statistics.wait_sum +
740                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.wait_start);
741 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
742         if (entity_is_task(se)) {
743                 trace_sched_stat_wait(task_of(se),
744                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.wait_start);
745         }
746 #endif
747         schedstat_set(se->statistics.wait_start, 0);
748 }
749
750 static inline void
751 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
752 {
753         /*
754          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
755          * waiting task:
756          */
757         if (se != cfs_rq->curr)
758                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
759 }
760
761 /*
762  * We are picking a new current task - update its stats:
763  */
764 static inline void
765 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
766 {
767         /*
768          * We are starting a new run period:
769          */
770         se->exec_start = rq_of(cfs_rq)->clock_task;
771 }
772
773 /**************************************************
774  * Scheduling class queueing methods:
775  */
776
777 static void
778 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
779 {
780         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
781         if (!parent_entity(se))
782                 update_load_add(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
783 #ifdef CONFIG_SMP
784         if (entity_is_task(se))
785                 list_add(&se->group_node, &rq_of(cfs_rq)->cfs_tasks);
786 #endif
787         cfs_rq->nr_running++;
788 }
789
790 static void
791 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
792 {
793         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
794         if (!parent_entity(se))
795                 update_load_sub(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
796         if (entity_is_task(se))
797                 list_del_init(&se->group_node);
798         cfs_rq->nr_running--;
799 }
800
801 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
802 # ifdef CONFIG_SMP
803 static inline long calc_tg_weight(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq)
804 {
805         long tg_weight;
806
807         /*
808          * Use this CPU's actual weight instead of the last load_contribution
809          * to gain a more accurate current total weight. See
810          * update_cfs_rq_load_contribution().
811          */
812         tg_weight = atomic64_read(&tg->load_avg);
813         tg_weight -= cfs_rq->tg_load_contrib;
814         tg_weight += cfs_rq->load.weight;
815
816         return tg_weight;
817 }
818
819 static long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
820 {
821         long tg_weight, load, shares;
822
823         tg_weight = calc_tg_weight(tg, cfs_rq);
824         load = cfs_rq->load.weight;
825
826         shares = (tg->shares * load);
827         if (tg_weight)
828                 shares /= tg_weight;
829
830         if (shares < MIN_SHARES)
831                 shares = MIN_SHARES;
832         if (shares > tg->shares)
833                 shares = tg->shares;
834
835         return shares;
836 }
837 # else /* CONFIG_SMP */
838 static inline long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
839 {
840         return tg->shares;
841 }
842 # endif /* CONFIG_SMP */
843 static void reweight_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
844                             unsigned long weight)
845 {
846         if (se->on_rq) {
847                 /* commit outstanding execution time */
848                 if (cfs_rq->curr == se)
849                         update_curr(cfs_rq);
850                 account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
851         }
852
853         update_load_set(&se->load, weight);
854
855         if (se->on_rq)
856                 account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
857 }
858
859 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq);
860
861 static void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
862 {
863         struct task_group *tg;
864         struct sched_entity *se;
865         long shares;
866
867         tg = cfs_rq->tg;
868         se = tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
869         if (!se || throttled_hierarchy(cfs_rq))
870                 return;
871 #ifndef CONFIG_SMP
872         if (likely(se->load.weight == tg->shares))
873                 return;
874 #endif
875         shares = calc_cfs_shares(cfs_rq, tg);
876
877         reweight_entity(cfs_rq_of(se), se, shares);
878 }
879 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
880 static inline void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
881 {
882 }
883 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
884
885 /* Only depends on SMP, FAIR_GROUP_SCHED may be removed when useful in lb */
886 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED)
887 /*
888  * We choose a half-life close to 1 scheduling period.
889  * Note: The tables below are dependent on this value.
890  */
891 #define LOAD_AVG_PERIOD 32
892 #define LOAD_AVG_MAX 47742 /* maximum possible load avg */
893 #define LOAD_AVG_MAX_N 345 /* number of full periods to produce LOAD_MAX_AVG */
894
895 /* Precomputed fixed inverse multiplies for multiplication by y^n */
896 static const u32 runnable_avg_yN_inv[] = {
897         0xffffffff, 0xfa83b2da, 0xf5257d14, 0xefe4b99a, 0xeac0c6e6, 0xe5b906e6,
898         0xe0ccdeeb, 0xdbfbb796, 0xd744fcc9, 0xd2a81d91, 0xce248c14, 0xc9b9bd85,
899         0xc5672a10, 0xc12c4cc9, 0xbd08a39e, 0xb8fbaf46, 0xb504f333, 0xb123f581,
900         0xad583ee9, 0xa9a15ab4, 0xa5fed6a9, 0xa2704302, 0x9ef5325f, 0x9b8d39b9,
901         0x9837f050, 0x94f4efa8, 0x91c3d373, 0x8ea4398a, 0x8b95c1e3, 0x88980e80,
902         0x85aac367, 0x82cd8698,
903 };
904
905 /*
906  * Precomputed \Sum y^k { 1<=k<=n }.  These are floor(true_value) to prevent
907  * over-estimates when re-combining.
908  */
909 static const u32 runnable_avg_yN_sum[] = {
910             0, 1002, 1982, 2941, 3880, 4798, 5697, 6576, 7437, 8279, 9103,
911          9909,10698,11470,12226,12966,13690,14398,15091,15769,16433,17082,
912         17718,18340,18949,19545,20128,20698,21256,21802,22336,22859,23371,
913 };
914
915 /*
916  * Approximate:
917  *   val * y^n,    where y^32 ~= 0.5 (~1 scheduling period)
918  */
919 static __always_inline u64 decay_load(u64 val, u64 n)
920 {
921         unsigned int local_n;
922
923         if (!n)
924                 return val;
925         else if (unlikely(n > LOAD_AVG_PERIOD * 63))
926                 return 0;
927
928         /* after bounds checking we can collapse to 32-bit */
929         local_n = n;
930
931         /*
932          * As y^PERIOD = 1/2, we can combine
933          *    y^n = 1/2^(n/PERIOD) * k^(n%PERIOD)
934          * With a look-up table which covers k^n (n<PERIOD)
935          *
936          * To achieve constant time decay_load.
937          */
938         if (unlikely(local_n >= LOAD_AVG_PERIOD)) {
939                 val >>= local_n / LOAD_AVG_PERIOD;
940                 local_n %= LOAD_AVG_PERIOD;
941         }
942
943         val *= runnable_avg_yN_inv[local_n];
944         /* We don't use SRR here since we always want to round down. */
945         return val >> 32;
946 }
947
948 /*
949  * For updates fully spanning n periods, the contribution to runnable
950  * average will be: \Sum 1024*y^n
951  *
952  * We can compute this reasonably efficiently by combining:
953  *   y^PERIOD = 1/2 with precomputed \Sum 1024*y^n {for  n <PERIOD}
954  */
955 static u32 __compute_runnable_contrib(u64 n)
956 {
957         u32 contrib = 0;
958
959         if (likely(n <= LOAD_AVG_PERIOD))
960                 return runnable_avg_yN_sum[n];
961         else if (unlikely(n >= LOAD_AVG_MAX_N))
962                 return LOAD_AVG_MAX;
963
964         /* Compute \Sum k^n combining precomputed values for k^i, \Sum k^j */
965         do {
966                 contrib /= 2; /* y^LOAD_AVG_PERIOD = 1/2 */
967                 contrib += runnable_avg_yN_sum[LOAD_AVG_PERIOD];
968
969                 n -= LOAD_AVG_PERIOD;
970         } while (n > LOAD_AVG_PERIOD);
971
972         contrib = decay_load(contrib, n);
973         return contrib + runnable_avg_yN_sum[n];
974 }
975
976 /*
977  * We can represent the historical contribution to runnable average as the
978  * coefficients of a geometric series.  To do this we sub-divide our runnable
979  * history into segments of approximately 1ms (1024us); label the segment that
980  * occurred N-ms ago p_N, with p_0 corresponding to the current period, e.g.
981  *
982  * [<- 1024us ->|<- 1024us ->|<- 1024us ->| ...
983  *      p0            p1           p2
984  *     (now)       (~1ms ago)  (~2ms ago)
985  *
986  * Let u_i denote the fraction of p_i that the entity was runnable.
987  *
988  * We then designate the fractions u_i as our co-efficients, yielding the
989  * following representation of historical load:
990  *   u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + u_3*y^3 + ...
991  *
992  * We choose y based on the with of a reasonably scheduling period, fixing:
993  *   y^32 = 0.5
994  *
995  * This means that the contribution to load ~32ms ago (u_32) will be weighted
996  * approximately half as much as the contribution to load within the last ms
997  * (u_0).
998  *
999  * When a period "rolls over" and we have new u_0`, multiplying the previous
1000  * sum again by y is sufficient to update:
1001  *   load_avg = u_0` + y*(u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... )
1002  *            = u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... [re-labeling u_i --> u_{i+1}]
1003  */
1004 static __always_inline int __update_entity_runnable_avg(u64 now,
1005                                                         struct sched_avg *sa,
1006                                                         int runnable)
1007 {
1008         u64 delta, periods;
1009         u32 runnable_contrib;
1010         int delta_w, decayed = 0;
1011
1012         delta = now - sa->last_runnable_update;
1013         /*
1014          * This should only happen when time goes backwards, which it
1015          * unfortunately does during sched clock init when we swap over to TSC.
1016          */
1017         if ((s64)delta < 0) {
1018                 sa->last_runnable_update = now;
1019                 return 0;
1020         }
1021
1022         /*
1023          * Use 1024ns as the unit of measurement since it's a reasonable
1024          * approximation of 1us and fast to compute.
1025          */
1026         delta >>= 10;
1027         if (!delta)
1028                 return 0;
1029         sa->last_runnable_update = now;
1030
1031         /* delta_w is the amount already accumulated against our next period */
1032         delta_w = sa->runnable_avg_period % 1024;
1033         if (delta + delta_w >= 1024) {
1034                 /* period roll-over */
1035                 decayed = 1;
1036
1037                 /*
1038                  * Now that we know we're crossing a period boundary, figure
1039                  * out how much from delta we need to complete the current
1040                  * period and accrue it.
1041                  */
1042                 delta_w = 1024 - delta_w;
1043                 if (runnable)
1044                         sa->runnable_avg_sum += delta_w;
1045                 sa->runnable_avg_period += delta_w;
1046
1047                 delta -= delta_w;
1048
1049                 /* Figure out how many additional periods this update spans */
1050                 periods = delta / 1024;
1051                 delta %= 1024;
1052
1053                 sa->runnable_avg_sum = decay_load(sa->runnable_avg_sum,
1054                                                   periods + 1);
1055                 sa->runnable_avg_period = decay_load(sa->runnable_avg_period,
1056                                                      periods + 1);
1057
1058                 /* Efficiently calculate \sum (1..n_period) 1024*y^i */
1059                 runnable_contrib = __compute_runnable_contrib(periods);
1060                 if (runnable)
1061                         sa->runnable_avg_sum += runnable_contrib;
1062                 sa->runnable_avg_period += runnable_contrib;
1063         }
1064
1065         /* Remainder of delta accrued against u_0` */
1066         if (runnable)
1067                 sa->runnable_avg_sum += delta;
1068         sa->runnable_avg_period += delta;
1069
1070         return decayed;
1071 }
1072
1073 /* Synchronize an entity's decay with its parenting cfs_rq.*/
1074 static inline u64 __synchronize_entity_decay(struct sched_entity *se)
1075 {
1076         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1077         u64 decays = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
1078
1079         decays -= se->avg.decay_count;
1080         if (!decays)
1081                 return 0;
1082
1083         se->avg.load_avg_contrib = decay_load(se->avg.load_avg_contrib, decays);
1084         se->avg.decay_count = 0;
1085
1086         return decays;
1087 }
1088
1089 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1090 static inline void __update_cfs_rq_tg_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
1091                                                  int force_update)
1092 {
1093         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
1094         s64 tg_contrib;
1095
1096         tg_contrib = cfs_rq->runnable_load_avg + cfs_rq->blocked_load_avg;
1097         tg_contrib -= cfs_rq->tg_load_contrib;
1098
1099         if (force_update || abs64(tg_contrib) > cfs_rq->tg_load_contrib / 8) {
1100                 atomic64_add(tg_contrib, &tg->load_avg);
1101                 cfs_rq->tg_load_contrib += tg_contrib;
1102         }
1103 }
1104
1105 /*
1106  * Aggregate cfs_rq runnable averages into an equivalent task_group
1107  * representation for computing load contributions.
1108  */
1109 static inline void __update_tg_runnable_avg(struct sched_avg *sa,
1110                                                   struct cfs_rq *cfs_rq)
1111 {
1112         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
1113         long contrib;
1114
1115         /* The fraction of a cpu used by this cfs_rq */
1116         contrib = div_u64(sa->runnable_avg_sum << NICE_0_SHIFT,
1117                           sa->runnable_avg_period + 1);
1118         contrib -= cfs_rq->tg_runnable_contrib;
1119
1120         if (abs(contrib) > cfs_rq->tg_runnable_contrib / 64) {
1121                 atomic_add(contrib, &tg->runnable_avg);
1122                 cfs_rq->tg_runnable_contrib += contrib;
1123         }
1124 }
1125
1126 static inline void __update_group_entity_contrib(struct sched_entity *se)
1127 {
1128         struct cfs_rq *cfs_rq = group_cfs_rq(se);
1129         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
1130         int runnable_avg;
1131
1132         u64 contrib;
1133
1134         contrib = cfs_rq->tg_load_contrib * tg->shares;
1135         se->avg.load_avg_contrib = div64_u64(contrib,
1136                                              atomic64_read(&tg->load_avg) + 1);
1137
1138         /*
1139          * For group entities we need to compute a correction term in the case
1140          * that they are consuming <1 cpu so that we would contribute the same
1141          * load as a task of equal weight.
1142          *
1143          * Explicitly co-ordinating this measurement would be expensive, but
1144          * fortunately the sum of each cpus contribution forms a usable
1145          * lower-bound on the true value.
1146          *
1147          * Consider the aggregate of 2 contributions.  Either they are disjoint
1148          * (and the sum represents true value) or they are disjoint and we are
1149          * understating by the aggregate of their overlap.
1150          *
1151          * Extending this to N cpus, for a given overlap, the maximum amount we
1152          * understand is then n_i(n_i+1)/2 * w_i where n_i is the number of
1153          * cpus that overlap for this interval and w_i is the interval width.
1154          *
1155          * On a small machine; the first term is well-bounded which bounds the
1156          * total error since w_i is a subset of the period.  Whereas on a
1157          * larger machine, while this first term can be larger, if w_i is the
1158          * of consequential size guaranteed to see n_i*w_i quickly converge to
1159          * our upper bound of 1-cpu.
1160          */
1161         runnable_avg = atomic_read(&tg->runnable_avg);
1162         if (runnable_avg < NICE_0_LOAD) {
1163                 se->avg.load_avg_contrib *= runnable_avg;
1164                 se->avg.load_avg_contrib >>= NICE_0_SHIFT;
1165         }
1166 }
1167 #else
1168 static inline void __update_cfs_rq_tg_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
1169                                                  int force_update) {}
1170 static inline void __update_tg_runnable_avg(struct sched_avg *sa,
1171                                                   struct cfs_rq *cfs_rq) {}
1172 static inline void __update_group_entity_contrib(struct sched_entity *se) {}
1173 #endif
1174
1175 static inline void __update_task_entity_contrib(struct sched_entity *se)
1176 {
1177         u32 contrib;
1178
1179         /* avoid overflowing a 32-bit type w/ SCHED_LOAD_SCALE */
1180         contrib = se->avg.runnable_avg_sum * scale_load_down(se->load.weight);
1181         contrib /= (se->avg.runnable_avg_period + 1);
1182         se->avg.load_avg_contrib = scale_load(contrib);
1183 }
1184
1185 /* Compute the current contribution to load_avg by se, return any delta */
1186 static long __update_entity_load_avg_contrib(struct sched_entity *se)
1187 {
1188         long old_contrib = se->avg.load_avg_contrib;
1189
1190         if (entity_is_task(se)) {
1191                 __update_task_entity_contrib(se);
1192         } else {
1193                 __update_tg_runnable_avg(&se->avg, group_cfs_rq(se));
1194                 __update_group_entity_contrib(se);
1195         }
1196
1197         return se->avg.load_avg_contrib - old_contrib;
1198 }
1199
1200 static inline void subtract_blocked_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
1201                                                  long load_contrib)
1202 {
1203         if (likely(load_contrib < cfs_rq->blocked_load_avg))
1204                 cfs_rq->blocked_load_avg -= load_contrib;
1205         else
1206                 cfs_rq->blocked_load_avg = 0;
1207 }
1208
1209 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq);
1210
1211 /* Update a sched_entity's runnable average */
1212 static inline void update_entity_load_avg(struct sched_entity *se,
1213                                           int update_cfs_rq)
1214 {
1215         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1216         long contrib_delta;
1217         u64 now;
1218
1219         /*
1220          * For a group entity we need to use their owned cfs_rq_clock_task() in
1221          * case they are the parent of a throttled hierarchy.
1222          */
1223         if (entity_is_task(se))
1224                 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq);
1225         else
1226                 now = cfs_rq_clock_task(group_cfs_rq(se));
1227
1228         if (!__update_entity_runnable_avg(now, &se->avg, se->on_rq))
1229                 return;
1230
1231         contrib_delta = __update_entity_load_avg_contrib(se);
1232
1233         if (!update_cfs_rq)
1234                 return;
1235
1236         if (se->on_rq)
1237                 cfs_rq->runnable_load_avg += contrib_delta;
1238         else
1239                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, -contrib_delta);
1240 }
1241
1242 /*
1243  * Decay the load contributed by all blocked children and account this so that
1244  * their contribution may appropriately discounted when they wake up.
1245  */
1246 static void update_cfs_rq_blocked_load(struct cfs_rq *cfs_rq, int force_update)
1247 {
1248         u64 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq) >> 20;
1249         u64 decays;
1250
1251         decays = now - cfs_rq->last_decay;
1252         if (!decays && !force_update)
1253                 return;
1254
1255         if (atomic64_read(&cfs_rq->removed_load)) {
1256                 u64 removed_load = atomic64_xchg(&cfs_rq->removed_load, 0);
1257                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, removed_load);
1258         }
1259
1260         if (decays) {
1261                 cfs_rq->blocked_load_avg = decay_load(cfs_rq->blocked_load_avg,
1262                                                       decays);
1263                 atomic64_add(decays, &cfs_rq->decay_counter);
1264                 cfs_rq->last_decay = now;
1265         }
1266
1267         __update_cfs_rq_tg_load_contrib(cfs_rq, force_update);
1268 }
1269
1270 static inline void update_rq_runnable_avg(struct rq *rq, int runnable)
1271 {
1272         __update_entity_runnable_avg(rq->clock_task, &rq->avg, runnable);
1273         __update_tg_runnable_avg(&rq->avg, &rq->cfs);
1274 }
1275
1276 /* Add the load generated by se into cfs_rq's child load-average */
1277 static inline void enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
1278                                                   struct sched_entity *se,
1279                                                   int wakeup)
1280 {
1281         /*
1282          * We track migrations using entity decay_count <= 0, on a wake-up
1283          * migration we use a negative decay count to track the remote decays
1284          * accumulated while sleeping.
1285          */
1286         if (unlikely(se->avg.decay_count <= 0)) {
1287                 se->avg.last_runnable_update = rq_of(cfs_rq)->clock_task;
1288                 if (se->avg.decay_count) {
1289                         /*
1290                          * In a wake-up migration we have to approximate the
1291                          * time sleeping.  This is because we can't synchronize
1292                          * clock_task between the two cpus, and it is not
1293                          * guaranteed to be read-safe.  Instead, we can
1294                          * approximate this using our carried decays, which are
1295                          * explicitly atomically readable.
1296                          */
1297                         se->avg.last_runnable_update -= (-se->avg.decay_count)
1298                                                         << 20;
1299                         update_entity_load_avg(se, 0);
1300                         /* Indicate that we're now synchronized and on-rq */
1301                         se->avg.decay_count = 0;
1302                 }
1303                 wakeup = 0;
1304         } else {
1305                 __synchronize_entity_decay(se);
1306         }
1307
1308         /* migrated tasks did not contribute to our blocked load */
1309         if (wakeup) {
1310                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, se->avg.load_avg_contrib);
1311                 update_entity_load_avg(se, 0);
1312         }
1313
1314         cfs_rq->runnable_load_avg += se->avg.load_avg_contrib;
1315         /* we force update consideration on load-balancer moves */
1316         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, !wakeup);
1317 }
1318
1319 /*
1320  * Remove se's load from this cfs_rq child load-average, if the entity is
1321  * transitioning to a blocked state we track its projected decay using
1322  * blocked_load_avg.
1323  */
1324 static inline void dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
1325                                                   struct sched_entity *se,
1326                                                   int sleep)
1327 {
1328         update_entity_load_avg(se, 1);
1329         /* we force update consideration on load-balancer moves */
1330         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, !sleep);
1331
1332         cfs_rq->runnable_load_avg -= se->avg.load_avg_contrib;
1333         if (sleep) {
1334                 cfs_rq->blocked_load_avg += se->avg.load_avg_contrib;
1335                 se->avg.decay_count = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
1336         } /* migrations, e.g. sleep=0 leave decay_count == 0 */
1337 }
1338 #else
1339 static inline void update_entity_load_avg(struct sched_entity *se,
1340                                           int update_cfs_rq) {}
1341 static inline void update_rq_runnable_avg(struct rq *rq, int runnable) {}
1342 static inline void enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
1343                                            struct sched_entity *se,
1344                                            int wakeup) {}
1345 static inline void dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
1346                                            struct sched_entity *se,
1347                                            int sleep) {}
1348 static inline void update_cfs_rq_blocked_load(struct cfs_rq *cfs_rq,
1349                                               int force_update) {}
1350 #endif
1351
1352 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1353 {
1354 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1355         struct task_struct *tsk = NULL;
1356
1357         if (entity_is_task(se))
1358                 tsk = task_of(se);
1359
1360         if (se->statistics.sleep_start) {
1361                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.sleep_start;
1362
1363                 if ((s64)delta < 0)
1364                         delta = 0;
1365
1366                 if (unlikely(delta > se->statistics.sleep_max))
1367                         se->statistics.sleep_max = delta;
1368
1369                 se->statistics.sleep_start = 0;
1370                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
1371
1372                 if (tsk) {
1373                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 1);
1374                         trace_sched_stat_sleep(tsk, delta);
1375                 }
1376         }
1377         if (se->statistics.block_start) {
1378                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.block_start;
1379
1380                 if ((s64)delta < 0)
1381                         delta = 0;
1382
1383                 if (unlikely(delta > se->statistics.block_max))
1384                         se->statistics.block_max = delta;
1385
1386                 se->statistics.block_start = 0;
1387                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
1388
1389                 if (tsk) {
1390                         if (tsk->in_iowait) {
1391                                 se->statistics.iowait_sum += delta;
1392                                 se->statistics.iowait_count++;
1393                                 trace_sched_stat_iowait(tsk, delta);
1394                         }
1395
1396                         trace_sched_stat_blocked(tsk, delta);
1397
1398                         /*
1399                          * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by
1400                          * 20 to get a milliseconds-range estimation of the
1401                          * amount of time that the task spent sleeping:
1402                          */
1403                         if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
1404                                 profile_hits(SLEEP_PROFILING,
1405                                                 (void *)get_wchan(tsk),
1406                                                 delta >> 20);
1407                         }
1408                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 0);
1409                 }
1410         }
1411 #endif
1412 }
1413
1414 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1415 {
1416 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1417         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
1418
1419         if (d < 0)
1420                 d = -d;
1421
1422         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
1423                 schedstat_inc(cfs_rq, nr_spread_over);
1424 #endif
1425 }
1426
1427 static void
1428 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
1429 {
1430         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
1431
1432         /*
1433          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
1434          * however the extra weight of the new task will slow them down a
1435          * little, place the new task so that it fits in the slot that
1436          * stays open at the end.
1437          */
1438         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
1439                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
1440
1441         /* sleeps up to a single latency don't count. */
1442         if (!initial) {
1443                 unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;
1444
1445                 /*
1446                  * Halve their sleep time's effect, to allow
1447                  * for a gentler effect of sleepers:
1448                  */
1449                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
1450                         thresh >>= 1;
1451
1452                 vruntime -= thresh;
1453         }
1454
1455         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
1456         vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
1457
1458         se->vruntime = vruntime;
1459 }
1460
1461 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq);
1462
1463 static void
1464 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
1465 {
1466         /*
1467          * Update the normalized vruntime before updating min_vruntime
1468          * through callig update_curr().
1469          */
1470         if (!(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_WAKING))
1471                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
1472
1473         /*
1474          * Update run-time statistics of the 'current'.
1475          */
1476         update_curr(cfs_rq);
1477         enqueue_entity_load_avg(cfs_rq, se, flags & ENQUEUE_WAKEUP);
1478         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
1479         update_cfs_shares(cfs_rq);
1480
1481         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP) {
1482                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
1483                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
1484         }
1485
1486         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
1487         check_spread(cfs_rq, se);
1488         if (se != cfs_rq->curr)
1489                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
1490         se->on_rq = 1;
1491
1492         if (cfs_rq->nr_running == 1) {
1493                 list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
1494                 check_enqueue_throttle(cfs_rq);
1495         }
1496 }
1497
1498 static void __clear_buddies_last(struct sched_entity *se)
1499 {
1500         for_each_sched_entity(se) {
1501                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1502                 if (cfs_rq->last == se)
1503                         cfs_rq->last = NULL;
1504                 else
1505                         break;
1506         }
1507 }
1508
1509 static void __clear_buddies_next(struct sched_entity *se)
1510 {
1511         for_each_sched_entity(se) {
1512                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1513                 if (cfs_rq->next == se)
1514                         cfs_rq->next = NULL;
1515                 else
1516                         break;
1517         }
1518 }
1519
1520 static void __clear_buddies_skip(struct sched_entity *se)
1521 {
1522         for_each_sched_entity(se) {
1523                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1524                 if (cfs_rq->skip == se)
1525                         cfs_rq->skip = NULL;
1526                 else
1527                         break;
1528         }
1529 }
1530
1531 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1532 {
1533         if (cfs_rq->last == se)
1534                 __clear_buddies_last(se);
1535
1536         if (cfs_rq->next == se)
1537                 __clear_buddies_next(se);
1538
1539         if (cfs_rq->skip == se)
1540                 __clear_buddies_skip(se);
1541 }
1542
1543 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
1544
1545 static void
1546 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
1547 {
1548         /*
1549          * Update run-time statistics of the 'current'.
1550          */
1551         update_curr(cfs_rq);
1552         dequeue_entity_load_avg(cfs_rq, se, flags & DEQUEUE_SLEEP);
1553
1554         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
1555         if (flags & DEQUEUE_SLEEP) {
1556 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1557                 if (entity_is_task(se)) {
1558                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
1559
1560                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
1561                                 se->statistics.sleep_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
1562                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
1563                                 se->statistics.block_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
1564                 }
1565 #endif
1566         }
1567
1568         clear_buddies(cfs_rq, se);
1569
1570         if (se != cfs_rq->curr)
1571                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
1572         se->on_rq = 0;
1573         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
1574
1575         /*
1576          * Normalize the entity after updating the min_vruntime because the
1577          * update can refer to the ->curr item and we need to reflect this
1578          * movement in our normalized position.
1579          */
1580         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
1581                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
1582
1583         /* return excess runtime on last dequeue */
1584         return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
1585
1586         update_min_vruntime(cfs_rq);
1587         update_cfs_shares(cfs_rq);
1588 }
1589
1590 /*
1591  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
1592  */
1593 static void
1594 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
1595 {
1596         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
1597         struct sched_entity *se;
1598         s64 delta;
1599
1600         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
1601         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
1602         if (delta_exec > ideal_runtime) {
1603                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
1604                 /*
1605                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
1606                  * re-elected due to buddy favours.
1607                  */
1608                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
1609                 return;
1610         }
1611
1612         /*
1613          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
1614          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
1615          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
1616          */
1617         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
1618                 return;
1619
1620         se = __pick_first_entity(cfs_rq);
1621         delta = curr->vruntime - se->vruntime;
1622
1623         if (delta < 0)
1624                 return;
1625
1626         if (delta > ideal_runtime)
1627                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
1628 }
1629
1630 static void
1631 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1632 {
1633         /* 'current' is not kept within the tree. */
1634         if (se->on_rq) {
1635                 /*
1636                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
1637                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
1638                  * runqueue.
1639                  */
1640                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
1641                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
1642         }
1643
1644         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
1645         cfs_rq->curr = se;
1646 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1647         /*
1648          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
1649          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
1650          * when there are only lesser-weight tasks around):
1651          */
1652         if (rq_of(cfs_rq)->load.weight >= 2*se->load.weight) {
1653                 se->statistics.slice_max = max(se->statistics.slice_max,
1654                         se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime);
1655         }
1656 #endif
1657         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
1658 }
1659
1660 static int
1661 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
1662
1663 /*
1664  * Pick the next process, keeping these things in mind, in this order:
1665  * 1) keep things fair between processes/task groups
1666  * 2) pick the "next" process, since someone really wants that to run
1667  * 3) pick the "last" process, for cache locality
1668  * 4) do not run the "skip" process, if something else is available
1669  */
1670 static struct sched_entity *pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
1671 {
1672         struct sched_entity *se = __pick_first_entity(cfs_rq);
1673         struct sched_entity *left = se;
1674
1675         /*
1676          * Avoid running the skip buddy, if running something else can
1677          * be done without getting too unfair.
1678          */
1679         if (cfs_rq->skip == se) {
1680                 struct sched_entity *second = __pick_next_entity(se);
1681                 if (second && wakeup_preempt_entity(second, left) < 1)
1682                         se = second;
1683         }
1684
1685         /*
1686          * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
1687          */
1688         if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1)
1689                 se = cfs_rq->last;
1690
1691         /*
1692          * Someone really wants this to run. If it's not unfair, run it.
1693          */
1694         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1)
1695                 se = cfs_rq->next;
1696
1697         clear_buddies(cfs_rq, se);
1698
1699         return se;
1700 }
1701
1702 static void check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
1703
1704 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
1705 {
1706         /*
1707          * If still on the runqueue then deactivate_task()
1708          * was not called and update_curr() has to be done:
1709          */
1710         if (prev->on_rq)
1711                 update_curr(cfs_rq);
1712
1713         /* throttle cfs_rqs exceeding runtime */
1714         check_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
1715
1716         check_spread(cfs_rq, prev);
1717         if (prev->on_rq) {
1718                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
1719                 /* Put 'current' back into the tree. */
1720                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
1721                 /* in !on_rq case, update occurred at dequeue */
1722                 update_entity_load_avg(prev, 1);
1723         }
1724         cfs_rq->curr = NULL;
1725 }
1726
1727 static void
1728 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
1729 {
1730         /*
1731          * Update run-time statistics of the 'current'.
1732          */
1733         update_curr(cfs_rq);
1734
1735         /*
1736          * Ensure that runnable average is periodically updated.
1737          */
1738         update_entity_load_avg(curr, 1);
1739         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 1);
1740
1741 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1742         /*
1743          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
1744          * validating it and just reschedule.
1745          */
1746         if (queued) {
1747                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
1748                 return;
1749         }
1750         /*
1751          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
1752          */
1753         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
1754                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
1755                 return;
1756 #endif
1757
1758         if (cfs_rq->nr_running > 1)
1759                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
1760 }
1761
1762
1763 /**************************************************
1764  * CFS bandwidth control machinery
1765  */
1766
1767 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
1768
1769 #ifdef HAVE_JUMP_LABEL
1770 static struct static_key __cfs_bandwidth_used;
1771
1772 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
1773 {
1774         return static_key_false(&__cfs_bandwidth_used);
1775 }
1776
1777 void account_cfs_bandwidth_used(int enabled, int was_enabled)
1778 {
1779         /* only need to count groups transitioning between enabled/!enabled */
1780         if (enabled && !was_enabled)
1781                 static_key_slow_inc(&__cfs_bandwidth_used);
1782         else if (!enabled && was_enabled)
1783                 static_key_slow_dec(&__cfs_bandwidth_used);
1784 }
1785 #else /* HAVE_JUMP_LABEL */
1786 static bool cfs_bandwidth_used(void)
1787 {
1788         return true;
1789 }
1790
1791 void account_cfs_bandwidth_used(int enabled, int was_enabled) {}
1792 #endif /* HAVE_JUMP_LABEL */
1793
1794 /*
1795  * default period for cfs group bandwidth.
1796  * default: 0.1s, units: nanoseconds
1797  */
1798 static inline u64 default_cfs_period(void)
1799 {
1800         return 100000000ULL;
1801 }
1802
1803 static inline u64 sched_cfs_bandwidth_slice(void)
1804 {
1805         return (u64)sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice * NSEC_PER_USEC;
1806 }
1807
1808 /*
1809  * Replenish runtime according to assigned quota and update expiration time.
1810  * We use sched_clock_cpu directly instead of rq->clock to avoid adding
1811  * additional synchronization around rq->lock.
1812  *
1813  * requires cfs_b->lock
1814  */
1815 void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
1816 {
1817         u64 now;
1818
1819         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
1820                 return;
1821
1822         now = sched_clock_cpu(smp_processor_id());
1823         cfs_b->runtime = cfs_b->quota;
1824         cfs_b->runtime_expires = now + ktime_to_ns(cfs_b->period);
1825 }
1826
1827 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
1828 {
1829         return &tg->cfs_bandwidth;
1830 }
1831
1832 /* rq->task_clock normalized against any time this cfs_rq has spent throttled */
1833 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
1834 {
1835         if (unlikely(cfs_rq->throttle_count))
1836                 return cfs_rq->throttled_clock_task;
1837
1838         return rq_of(cfs_rq)->clock_task - cfs_rq->throttled_clock_task_time;
1839 }
1840
1841 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
1842 static int assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
1843 {
1844         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
1845         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(tg);
1846         u64 amount = 0, min_amount, expires;
1847
1848         /* note: this is a positive sum as runtime_remaining <= 0 */
1849         min_amount = sched_cfs_bandwidth_slice() - cfs_rq->runtime_remaining;
1850
1851         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
1852         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
1853                 amount = min_amount;
1854         else {
1855                 /*
1856                  * If the bandwidth pool has become inactive, then at least one
1857                  * period must have elapsed since the last consumption.
1858                  * Refresh the global state and ensure bandwidth timer becomes
1859                  * active.
1860                  */
1861                 if (!cfs_b->timer_active) {
1862                         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
1863                         __start_cfs_bandwidth(cfs_b);
1864                 }
1865
1866                 if (cfs_b->runtime > 0) {
1867                         amount = min(cfs_b->runtime, min_amount);
1868                         cfs_b->runtime -= amount;
1869                         cfs_b->idle = 0;
1870                 }
1871         }
1872         expires = cfs_b->runtime_expires;
1873         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
1874
1875         cfs_rq->runtime_remaining += amount;
1876         /*
1877          * we may have advanced our local expiration to account for allowed
1878          * spread between our sched_clock and the one on which runtime was
1879          * issued.
1880          */
1881         if ((s64)(expires - cfs_rq->runtime_expires) > 0)
1882                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
1883
1884         return cfs_rq->runtime_remaining > 0;
1885 }
1886
1887 /*
1888  * Note: This depends on the synchronization provided by sched_clock and the
1889  * fact that rq->clock snapshots this value.
1890  */
1891 static void expire_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
1892 {
1893         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
1894         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
1895
1896         /* if the deadline is ahead of our clock, nothing to do */
1897         if (likely((s64)(rq->clock - cfs_rq->runtime_expires) < 0))
1898                 return;
1899
1900         if (cfs_rq->runtime_remaining < 0)
1901                 return;
1902
1903         /*
1904          * If the local deadline has passed we have to consider the
1905          * possibility that our sched_clock is 'fast' and the global deadline
1906          * has not truly expired.
1907          *
1908          * Fortunately we can check determine whether this the case by checking
1909          * whether the global deadline has advanced.
1910          */
1911
1912         if ((s64)(cfs_rq->runtime_expires - cfs_b->runtime_expires) >= 0) {
1913                 /* extend local deadline, drift is bounded above by 2 ticks */
1914                 cfs_rq->runtime_expires += TICK_NSEC;
1915         } else {
1916                 /* global deadline is ahead, expiration has passed */
1917                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
1918         }
1919 }
1920
1921 static void __account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq,
1922                                      unsigned long delta_exec)
1923 {
1924         /* dock delta_exec before expiring quota (as it could span periods) */
1925         cfs_rq->runtime_remaining -= delta_exec;
1926         expire_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
1927
1928         if (likely(cfs_rq->runtime_remaining > 0))
1929                 return;
1930
1931         /*
1932          * if we're unable to extend our runtime we resched so that the active
1933          * hierarchy can be throttled
1934          */
1935         if (!assign_cfs_rq_runtime(cfs_rq) && likely(cfs_rq->curr))
1936                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
1937 }
1938
1939 static __always_inline
1940 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, unsigned long delta_exec)
1941 {
1942         if (!cfs_bandwidth_used() || !cfs_rq->runtime_enabled)
1943                 return;
1944
1945         __account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
1946 }
1947
1948 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
1949 {
1950         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttled;
1951 }
1952
1953 /* check whether cfs_rq, or any parent, is throttled */
1954 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
1955 {
1956         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttle_count;
1957 }
1958
1959 /*
1960  * Ensure that neither of the group entities corresponding to src_cpu or
1961  * dest_cpu are members of a throttled hierarchy when performing group
1962  * load-balance operations.
1963  */
1964 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
1965                                     int src_cpu, int dest_cpu)
1966 {
1967         struct cfs_rq *src_cfs_rq, *dest_cfs_rq;
1968
1969         src_cfs_rq = tg->cfs_rq[src_cpu];
1970         dest_cfs_rq = tg->cfs_rq[dest_cpu];
1971
1972         return throttled_hierarchy(src_cfs_rq) ||
1973                throttled_hierarchy(dest_cfs_rq);
1974 }
1975
1976 /* updated child weight may affect parent so we have to do this bottom up */
1977 static int tg_unthrottle_up(struct task_group *tg, void *data)
1978 {
1979         struct rq *rq = data;
1980         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
1981
1982         cfs_rq->throttle_count--;
1983 #ifdef CONFIG_SMP
1984         if (!cfs_rq->throttle_count) {
1985                 /* adjust cfs_rq_clock_task() */
1986                 cfs_rq->throttled_clock_task_time += rq->clock_task -
1987                                              cfs_rq->throttled_clock_task;
1988         }
1989 #endif
1990
1991         return 0;
1992 }
1993
1994 static int tg_throttle_down(struct task_group *tg, void *data)
1995 {
1996         struct rq *rq = data;
1997         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
1998
1999         /* group is entering throttled state, stop time */
2000         if (!cfs_rq->throttle_count)
2001                 cfs_rq->throttled_clock_task = rq->clock_task;
2002         cfs_rq->throttle_count++;
2003
2004         return 0;
2005 }
2006
2007 static void throttle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
2008 {
2009         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
2010         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
2011         struct sched_entity *se;
2012         long task_delta, dequeue = 1;
2013
2014         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
2015
2016         /* freeze hierarchy runnable averages while throttled */
2017         rcu_read_lock();
2018         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_throttle_down, tg_nop, (void *)rq);
2019         rcu_read_unlock();
2020
2021         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
2022         for_each_sched_entity(se) {
2023                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
2024                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
2025                 if (!se->on_rq)
2026                         break;
2027
2028                 if (dequeue)
2029                         dequeue_entity(qcfs_rq, se, DEQUEUE_SLEEP);
2030                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
2031
2032                 if (qcfs_rq->load.weight)
2033                         dequeue = 0;
2034         }
2035
2036         if (!se)
2037                 rq->nr_running -= task_delta;
2038
2039         cfs_rq->throttled = 1;
2040         cfs_rq->throttled_clock = rq->clock;
2041         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2042         list_add_tail_rcu(&cfs_rq->throttled_list, &cfs_b->throttled_cfs_rq);
2043         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2044 }
2045
2046 void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
2047 {
2048         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
2049         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
2050         struct sched_entity *se;
2051         int enqueue = 1;
2052         long task_delta;
2053
2054         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
2055
2056         cfs_rq->throttled = 0;
2057         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2058         cfs_b->throttled_time += rq->clock - cfs_rq->throttled_clock;
2059         list_del_rcu(&cfs_rq->throttled_list);
2060         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2061
2062         update_rq_clock(rq);
2063         /* update hierarchical throttle state */
2064         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_nop, tg_unthrottle_up, (void *)rq);
2065
2066         if (!cfs_rq->load.weight)
2067                 return;
2068
2069         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
2070         for_each_sched_entity(se) {
2071                 if (se->on_rq)
2072                         enqueue = 0;
2073
2074                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2075                 if (enqueue)
2076                         enqueue_entity(cfs_rq, se, ENQUEUE_WAKEUP);
2077                 cfs_rq->h_nr_running += task_delta;
2078
2079                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2080                         break;
2081         }
2082
2083         if (!se)
2084                 rq->nr_running += task_delta;
2085
2086         /* determine whether we need to wake up potentially idle cpu */
2087         if (rq->curr == rq->idle && rq->cfs.nr_running)
2088                 resched_task(rq->curr);
2089 }
2090
2091 static u64 distribute_cfs_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b,
2092                 u64 remaining, u64 expires)
2093 {
2094         struct cfs_rq *cfs_rq;
2095         u64 runtime = remaining;
2096
2097         rcu_read_lock();
2098         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &cfs_b->throttled_cfs_rq,
2099                                 throttled_list) {
2100                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
2101
2102                 raw_spin_lock(&rq->lock);
2103                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2104                         goto next;
2105
2106                 runtime = -cfs_rq->runtime_remaining + 1;
2107                 if (runtime > remaining)
2108                         runtime = remaining;
2109                 remaining -= runtime;
2110
2111                 cfs_rq->runtime_remaining += runtime;
2112                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
2113
2114                 /* we check whether we're throttled above */
2115                 if (cfs_rq->runtime_remaining > 0)
2116                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
2117
2118 next:
2119                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
2120
2121                 if (!remaining)
2122                         break;
2123         }
2124         rcu_read_unlock();
2125
2126         return remaining;
2127 }
2128
2129 /*
2130  * Responsible for refilling a task_group's bandwidth and unthrottling its
2131  * cfs_rqs as appropriate. If there has been no activity within the last
2132  * period the timer is deactivated until scheduling resumes; cfs_b->idle is
2133  * used to track this state.
2134  */
2135 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun)
2136 {
2137         u64 runtime, runtime_expires;
2138         int idle = 1, throttled;
2139
2140         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2141         /* no need to continue the timer with no bandwidth constraint */
2142         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
2143                 goto out_unlock;
2144
2145         throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
2146         /* idle depends on !throttled (for the case of a large deficit) */
2147         idle = cfs_b->idle && !throttled;
2148         cfs_b->nr_periods += overrun;
2149
2150         /* if we're going inactive then everything else can be deferred */
2151         if (idle)
2152                 goto out_unlock;
2153
2154         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
2155
2156         if (!throttled) {
2157                 /* mark as potentially idle for the upcoming period */
2158                 cfs_b->idle = 1;
2159                 goto out_unlock;
2160         }
2161
2162         /* account preceding periods in which throttling occurred */
2163         cfs_b->nr_throttled += overrun;
2164
2165         /*
2166          * There are throttled entities so we must first use the new bandwidth
2167          * to unthrottle them before making it generally available.  This
2168          * ensures that all existing debts will be paid before a new cfs_rq is
2169          * allowed to run.
2170          */
2171         runtime = cfs_b->runtime;
2172         runtime_expires = cfs_b->runtime_expires;
2173         cfs_b->runtime = 0;
2174
2175         /*
2176          * This check is repeated as we are holding onto the new bandwidth
2177          * while we unthrottle.  This can potentially race with an unthrottled
2178          * group trying to acquire new bandwidth from the global pool.
2179          */
2180         while (throttled && runtime > 0) {
2181                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2182                 /* we can't nest cfs_b->lock while distributing bandwidth */
2183                 runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime,
2184                                                  runtime_expires);
2185                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2186
2187                 throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
2188         }
2189
2190         /* return (any) remaining runtime */
2191         cfs_b->runtime = runtime;
2192         /*
2193          * While we are ensured activity in the period following an
2194          * unthrottle, this also covers the case in which the new bandwidth is
2195          * insufficient to cover the existing bandwidth deficit.  (Forcing the
2196          * timer to remain active while there are any throttled entities.)
2197          */
2198         cfs_b->idle = 0;
2199 out_unlock:
2200         if (idle)
2201                 cfs_b->timer_active = 0;
2202         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2203
2204         return idle;
2205 }
2206
2207 /* a cfs_rq won't donate quota below this amount */
2208 static const u64 min_cfs_rq_runtime = 1 * NSEC_PER_MSEC;
2209 /* minimum remaining period time to redistribute slack quota */
2210 static const u64 min_bandwidth_expiration = 2 * NSEC_PER_MSEC;
2211 /* how long we wait to gather additional slack before distributing */
2212 static const u64 cfs_bandwidth_slack_period = 5 * NSEC_PER_MSEC;
2213
2214 /* are we near the end of the current quota period? */
2215 static int runtime_refresh_within(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 min_expire)
2216 {
2217         struct hrtimer *refresh_timer = &cfs_b->period_timer;
2218         u64 remaining;
2219
2220         /* if the call-back is running a quota refresh is already occurring */
2221         if (hrtimer_callback_running(refresh_timer))
2222                 return 1;
2223
2224         /* is a quota refresh about to occur? */
2225         remaining = ktime_to_ns(hrtimer_expires_remaining(refresh_timer));
2226         if (remaining < min_expire)
2227                 return 1;
2228
2229         return 0;
2230 }
2231
2232 static void start_cfs_slack_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
2233 {
2234         u64 min_left = cfs_bandwidth_slack_period + min_bandwidth_expiration;
2235
2236         /* if there's a quota refresh soon don't bother with slack */
2237         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_left))
2238                 return;
2239
2240         start_bandwidth_timer(&cfs_b->slack_timer,
2241                                 ns_to_ktime(cfs_bandwidth_slack_period));
2242 }
2243
2244 /* we know any runtime found here is valid as update_curr() precedes return */
2245 static void __return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
2246 {
2247         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
2248         s64 slack_runtime = cfs_rq->runtime_remaining - min_cfs_rq_runtime;
2249
2250         if (slack_runtime <= 0)
2251                 return;
2252
2253         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2254         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF &&
2255             cfs_rq->runtime_expires == cfs_b->runtime_expires) {
2256                 cfs_b->runtime += slack_runtime;
2257
2258                 /* we are under rq->lock, defer unthrottling using a timer */
2259                 if (cfs_b->runtime > sched_cfs_bandwidth_slice() &&
2260                     !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq))
2261                         start_cfs_slack_bandwidth(cfs_b);
2262         }
2263         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2264
2265         /* even if it's not valid for return we don't want to try again */
2266         cfs_rq->runtime_remaining -= slack_runtime;
2267 }
2268
2269 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
2270 {
2271         if (!cfs_bandwidth_used())
2272                 return;
2273
2274         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->nr_running)
2275                 return;
2276
2277         __return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
2278 }
2279
2280 /*
2281  * This is done with a timer (instead of inline with bandwidth return) since
2282  * it's necessary to juggle rq->locks to unthrottle their respective cfs_rqs.
2283  */
2284 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
2285 {
2286         u64 runtime = 0, slice = sched_cfs_bandwidth_slice();
2287         u64 expires;
2288
2289         /* confirm we're still not at a refresh boundary */
2290         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_bandwidth_expiration))
2291                 return;
2292
2293         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2294         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF && cfs_b->runtime > slice) {
2295                 runtime = cfs_b->runtime;
2296                 cfs_b->runtime = 0;
2297         }
2298         expires = cfs_b->runtime_expires;
2299         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2300
2301         if (!runtime)
2302                 return;
2303
2304         runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime, expires);
2305
2306         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2307         if (expires == cfs_b->runtime_expires)
2308                 cfs_b->runtime = runtime;
2309         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2310 }
2311
2312 /*
2313  * When a group wakes up we want to make sure that its quota is not already
2314  * expired/exceeded, otherwise it may be allowed to steal additional ticks of
2315  * runtime as update_curr() throttling can not not trigger until it's on-rq.
2316  */
2317 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq)
2318 {
2319         if (!cfs_bandwidth_used())
2320                 return;
2321
2322         /* an active group must be handled by the update_curr()->put() path */
2323         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->curr)
2324                 return;
2325
2326         /* ensure the group is not already throttled */
2327         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2328                 return;
2329
2330         /* update runtime allocation */
2331         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
2332         if (cfs_rq->runtime_remaining <= 0)
2333                 throttle_cfs_rq(cfs_rq);
2334 }
2335
2336 /* conditionally throttle active cfs_rq's from put_prev_entity() */
2337 static void check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
2338 {
2339         if (!cfs_bandwidth_used())
2340                 return;
2341
2342         if (likely(!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->runtime_remaining > 0))
2343                 return;
2344
2345         /*
2346          * it's possible for a throttled entity to be forced into a running
2347          * state (e.g. set_curr_task), in this case we're finished.
2348          */
2349         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2350                 return;
2351
2352         throttle_cfs_rq(cfs_rq);
2353 }
2354
2355 static inline u64 default_cfs_period(void);
2356 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun);
2357 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b);
2358
2359 static enum hrtimer_restart sched_cfs_slack_timer(struct hrtimer *timer)
2360 {
2361         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
2362                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, slack_timer);
2363         do_sched_cfs_slack_timer(cfs_b);
2364
2365         return HRTIMER_NORESTART;
2366 }
2367
2368 static enum hrtimer_restart sched_cfs_period_timer(struct hrtimer *timer)
2369 {
2370         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
2371                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, period_timer);
2372         ktime_t now;
2373         int overrun;
2374         int idle = 0;
2375
2376         for (;;) {
2377                 now = hrtimer_cb_get_time(timer);
2378                 overrun = hrtimer_forward(timer, now, cfs_b->period);
2379
2380                 if (!overrun)
2381                         break;
2382
2383                 idle = do_sched_cfs_period_timer(cfs_b, overrun);
2384         }
2385
2386         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
2387 }
2388
2389 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
2390 {
2391         raw_spin_lock_init(&cfs_b->lock);
2392         cfs_b->runtime = 0;
2393         cfs_b->quota = RUNTIME_INF;
2394         cfs_b->period = ns_to_ktime(default_cfs_period());
2395
2396         INIT_LIST_HEAD(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
2397         hrtimer_init(&cfs_b->period_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
2398         cfs_b->period_timer.function = sched_cfs_period_timer;
2399         hrtimer_init(&cfs_b->slack_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
2400         cfs_b->slack_timer.function = sched_cfs_slack_timer;
2401 }
2402
2403 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
2404 {
2405         cfs_rq->runtime_enabled = 0;
2406         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_list);
2407 }
2408
2409 /* requires cfs_b->lock, may release to reprogram timer */
2410 void __start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
2411 {
2412         /*
2413          * The timer may be active because we're trying to set a new bandwidth
2414          * period or because we're racing with the tear-down path
2415          * (timer_active==0 becomes visible before the hrtimer call-back
2416          * terminates).  In either case we ensure that it's re-programmed
2417          */
2418         while (unlikely(hrtimer_active(&cfs_b->period_timer))) {
2419                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2420                 /* ensure cfs_b->lock is available while we wait */
2421                 hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
2422
2423                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2424                 /* if someone else restarted the timer then we're done */
2425                 if (cfs_b->timer_active)
2426                         return;
2427         }
2428
2429         cfs_b->timer_active = 1;
2430         start_bandwidth_timer(&cfs_b->period_timer, cfs_b->period);
2431 }
2432
2433 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
2434 {
2435         hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
2436         hrtimer_cancel(&cfs_b->slack_timer);
2437 }
2438
2439 static void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq)
2440 {
2441         struct cfs_rq *cfs_rq;
2442
2443         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
2444                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
2445
2446                 if (!cfs_rq->runtime_enabled)
2447                         continue;
2448
2449                 /*
2450                  * clock_task is not advancing so we just need to make sure
2451                  * there's some valid quota amount
2452                  */
2453                 cfs_rq->runtime_remaining = cfs_b->quota;
2454                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2455                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
2456         }
2457 }
2458
2459 #else /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
2460 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
2461 {
2462         return rq_of(cfs_rq)->clock_task;
2463 }
2464
2465 static void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq,
2466                                      unsigned long delta_exec) {}
2467 static void check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
2468 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
2469 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
2470
2471 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
2472 {
2473         return 0;
2474 }
2475
2476 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
2477 {
2478         return 0;
2479 }
2480
2481 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
2482                                     int src_cpu, int dest_cpu)
2483 {
2484         return 0;
2485 }
2486
2487 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
2488
2489 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2490 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
2491 #endif
2492
2493 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
2494 {
2495         return NULL;
2496 }
2497 static inline void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
2498 static inline void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq) {}
2499
2500 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
2501
2502 /**************************************************
2503  * CFS operations on tasks:
2504  */
2505
2506 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
2507 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2508 {
2509         struct sched_entity *se = &p->se;
2510         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2511
2512         WARN_ON(task_rq(p) != rq);
2513
2514         if (cfs_rq->nr_running > 1) {
2515                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
2516                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
2517                 s64 delta = slice - ran;
2518
2519                 if (delta < 0) {
2520                         if (rq->curr == p)
2521                                 resched_task(p);
2522                         return;
2523                 }
2524
2525                 /*
2526                  * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
2527                  * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
2528                  */
2529                 if (rq->curr != p)
2530                         delta = max_t(s64, 10000LL, delta);
2531
2532                 hrtick_start(rq, delta);
2533         }
2534 }
2535
2536 /*
2537  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
2538  * current task is from our class and nr_running is low enough
2539  * to matter.
2540  */
2541 static void hrtick_update(struct rq *rq)
2542 {
2543         struct task_struct *curr = rq->curr;
2544
2545         if (!hrtick_enabled(rq) || curr->sched_class != &fair_sched_class)
2546                 return;
2547
2548         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
2549                 hrtick_start_fair(rq, curr);
2550 }
2551 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
2552 static inline void
2553 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2554 {
2555 }
2556
2557 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
2558 {
2559 }
2560 #endif
2561
2562 /*
2563  * The enqueue_task method is called before nr_running is
2564  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
2565  * then put the task into the rbtree:
2566  */
2567 static void
2568 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2569 {
2570         struct cfs_rq *cfs_rq;
2571         struct sched_entity *se = &p->se;
2572
2573         for_each_sched_entity(se) {
2574                 if (se->on_rq)
2575                         break;
2576                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2577                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
2578
2579                 /*
2580                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
2581                  *
2582                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
2583                  * post the final h_nr_running increment below.
2584                 */
2585                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2586                         break;
2587                 cfs_rq->h_nr_running++;
2588
2589                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
2590         }
2591
2592         for_each_sched_entity(se) {
2593                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2594                 cfs_rq->h_nr_running++;
2595
2596                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2597                         break;
2598
2599                 update_cfs_shares(cfs_rq);
2600                 update_entity_load_avg(se, 1);
2601         }
2602
2603         if (!se) {
2604                 update_rq_runnable_avg(rq, rq->nr_running);
2605                 inc_nr_running(rq);
2606         }
2607         hrtick_update(rq);
2608 }
2609
2610 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se);
2611
2612 /*
2613  * The dequeue_task method is called before nr_running is
2614  * decreased. We remove the task from the rbtree and
2615  * update the fair scheduling stats:
2616  */
2617 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2618 {
2619         struct cfs_rq *cfs_rq;
2620         struct sched_entity *se = &p->se;
2621         int task_sleep = flags & DEQUEUE_SLEEP;
2622
2623         for_each_sched_entity(se) {
2624                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2625                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
2626
2627                 /*
2628                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
2629                  *
2630                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
2631                  * post the final h_nr_running decrement below.
2632                 */
2633                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2634                         break;
2635                 cfs_rq->h_nr_running--;
2636
2637                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
2638                 if (cfs_rq->load.weight) {
2639                         /*
2640                          * Bias pick_next to pick a task from this cfs_rq, as
2641                          * p is sleeping when it is within its sched_slice.
2642                          */
2643                         if (task_sleep && parent_entity(se))
2644                                 set_next_buddy(parent_entity(se));
2645
2646                         /* avoid re-evaluating load for this entity */
2647                         se = parent_entity(se);
2648                         break;
2649                 }
2650                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
2651         }
2652
2653         for_each_sched_entity(se) {
2654                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2655                 cfs_rq->h_nr_running--;
2656
2657                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2658                         break;
2659
2660                 update_cfs_shares(cfs_rq);
2661                 update_entity_load_avg(se, 1);
2662         }
2663
2664         if (!se) {
2665                 dec_nr_running(rq);
2666                 update_rq_runnable_avg(rq, 1);
2667         }
2668         hrtick_update(rq);
2669 }
2670
2671 #ifdef CONFIG_SMP
2672 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
2673 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu)
2674 {
2675         return cpu_rq(cpu)->load.weight;
2676 }
2677
2678 /*
2679  * Return a low guess at the load of a migration-source cpu weighted
2680  * according to the scheduling class and "nice" value.
2681  *
2682  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
2683  * balance conservatively.
2684  */
2685 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
2686 {
2687         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2688         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
2689
2690         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
2691                 return total;
2692
2693         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
2694 }
2695
2696 /*
2697  * Return a high guess at the load of a migration-target cpu weighted
2698  * according to the scheduling class and "nice" value.
2699  */
2700 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
2701 {
2702         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2703         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
2704
2705         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
2706                 return total;
2707
2708         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
2709 }
2710
2711 static unsigned long power_of(int cpu)
2712 {
2713         return cpu_rq(cpu)->cpu_power;
2714 }
2715
2716 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
2717 {
2718         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2719         unsigned long nr_running = ACCESS_ONCE(rq->nr_running);
2720
2721         if (nr_running)
2722                 return rq->load.weight / nr_running;
2723
2724         return 0;
2725 }
2726
2727
2728 static void task_waking_fair(struct task_struct *p)
2729 {
2730         struct sched_entity *se = &p->se;
2731         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2732         u64 min_vruntime;
2733
2734 #ifndef CONFIG_64BIT
2735         u64 min_vruntime_copy;
2736
2737         do {
2738                 min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime_copy;
2739                 smp_rmb();
2740                 min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
2741         } while (min_vruntime != min_vruntime_copy);
2742 #else
2743         min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
2744 #endif
2745
2746         se->vruntime -= min_vruntime;
2747 }
2748
2749 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2750 /*
2751  * effective_load() calculates the load change as seen from the root_task_group
2752  *
2753  * Adding load to a group doesn't make a group heavier, but can cause movement
2754  * of group shares between cpus. Assuming the shares were perfectly aligned one
2755  * can calculate the shift in shares.
2756  *
2757  * Calculate the effective load difference if @wl is added (subtracted) to @tg
2758  * on this @cpu and results in a total addition (subtraction) of @wg to the
2759  * total group weight.
2760  *
2761  * Given a runqueue weight distribution (rw_i) we can compute a shares
2762  * distribution (s_i) using:
2763  *
2764  *   s_i = rw_i / \Sum rw_j                                             (1)
2765  *
2766  * Suppose we have 4 CPUs and our @tg is a direct child of the root group and
2767  * has 7 equal weight tasks, distributed as below (rw_i), with the resulting
2768  * shares distribution (s_i):
2769  *
2770  *   rw_i = {   2,   4,   1,   0 }
2771  *   s_i  = { 2/7, 4/7, 1/7,   0 }
2772  *
2773  * As per wake_affine() we're interested in the load of two CPUs (the CPU the
2774  * task used to run on and the CPU the waker is running on), we need to
2775  * compute the effect of waking a task on either CPU and, in case of a sync
2776  * wakeup, compute the effect of the current task going to sleep.
2777  *
2778  * So for a change of @wl to the local @cpu with an overall group weight change
2779  * of @wl we can compute the new shares distribution (s'_i) using:
2780  *
2781  *   s'_i = (rw_i + @wl) / (@wg + \Sum rw_j)                            (2)
2782  *
2783  * Suppose we're interested in CPUs 0 and 1, and want to compute the load
2784  * differences in waking a task to CPU 0. The additional task changes the
2785  * weight and shares distributions like:
2786  *
2787  *   rw'_i = {   3,   4,   1,   0 }
2788  *   s'_i  = { 3/8, 4/8, 1/8,   0 }
2789  *
2790  * We can then compute the difference in effective weight by using:
2791  *
2792  *   dw_i = S * (s'_i - s_i)                                            (3)
2793  *
2794  * Where 'S' is the group weight as seen by its parent.
2795  *
2796  * Therefore the effective change in loads on CPU 0 would be 5/56 (3/8 - 2/7)
2797  * times the weight of the group. The effect on CPU 1 would be -4/56 (4/8 -
2798  * 4/7) times the weight of the group.
2799  */
2800 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
2801 {
2802         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
2803
2804         if (!tg->parent)        /* the trivial, non-cgroup case */
2805                 return wl;
2806
2807         for_each_sched_entity(se) {
2808                 long w, W;
2809
2810                 tg = se->my_q->tg;
2811
2812                 /*
2813                  * W = @wg + \Sum rw_j
2814                  */
2815                 W = wg + calc_tg_weight(tg, se->my_q);
2816
2817                 /*
2818                  * w = rw_i + @wl
2819                  */
2820                 w = se->my_q->load.weight + wl;
2821
2822                 /*
2823                  * wl = S * s'_i; see (2)
2824                  */
2825                 if (W > 0 && w < W)
2826                         wl = (w * tg->shares) / W;
2827                 else
2828                         wl = tg->shares;
2829
2830                 /*
2831                  * Per the above, wl is the new se->load.weight value; since
2832                  * those are clipped to [MIN_SHARES, ...) do so now. See
2833                  * calc_cfs_shares().
2834                  */
2835                 if (wl < MIN_SHARES)
2836                         wl = MIN_SHARES;
2837
2838                 /*
2839                  * wl = dw_i = S * (s'_i - s_i); see (3)
2840                  */
2841                 wl -= se->load.weight;
2842
2843                 /*
2844                  * Recursively apply this logic to all parent groups to compute
2845                  * the final effective load change on the root group. Since
2846                  * only the @tg group gets extra weight, all parent groups can
2847                  * only redistribute existing shares. @wl is the shift in shares
2848                  * resulting from this level per the above.
2849                  */
2850                 wg = 0;
2851         }
2852
2853         return wl;
2854 }
2855 #else
2856
2857 static inline unsigned long effective_load(struct task_group *tg, int cpu,
2858                 unsigned long wl, unsigned long wg)
2859 {
2860         return wl;
2861 }
2862
2863 #endif
2864
2865 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int sync)
2866 {
2867         s64 this_load, load;
2868         int idx, this_cpu, prev_cpu;
2869         unsigned long tl_per_task;
2870         struct task_group *tg;
2871         unsigned long weight;
2872         int balanced;
2873
2874         idx       = sd->wake_idx;
2875         this_cpu  = smp_processor_id();
2876         prev_cpu  = task_cpu(p);
2877         load      = source_load(prev_cpu, idx);
2878         this_load = target_load(this_cpu, idx);
2879
2880         /*
2881          * If sync wakeup then subtract the (maximum possible)
2882          * effect of the currently running task from the load
2883          * of the current CPU:
2884          */
2885         if (sync) {
2886                 tg = task_group(current);
2887                 weight = current->se.load.weight;
2888
2889                 this_load += effective_load(tg, this_cpu, -weight, -weight);
2890                 load += effective_load(tg, prev_cpu, 0, -weight);
2891         }
2892
2893         tg = task_group(p);
2894         weight = p->se.load.weight;
2895
2896         /*
2897          * In low-load situations, where prev_cpu is idle and this_cpu is idle
2898          * due to the sync cause above having dropped this_load to 0, we'll
2899          * always have an imbalance, but there's really nothing you can do
2900          * about that, so that's good too.
2901          *
2902          * Otherwise check if either cpus are near enough in load to allow this
2903          * task to be woken on this_cpu.
2904          */
2905         if (this_load > 0) {
2906                 s64 this_eff_load, prev_eff_load;
2907
2908                 this_eff_load = 100;
2909                 this_eff_load *= power_of(prev_cpu);
2910                 this_eff_load *= this_load +
2911                         effective_load(tg, this_cpu, weight, weight);
2912
2913                 prev_eff_load = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
2914                 prev_eff_load *= power_of(this_cpu);
2915                 prev_eff_load *= load + effective_load(tg, prev_cpu, 0, weight);
2916
2917                 balanced = this_eff_load <= prev_eff_load;
2918         } else
2919                 balanced = true;
2920
2921         /*
2922          * If the currently running task will sleep within
2923          * a reasonable amount of time then attract this newly
2924          * woken task:
2925          */
2926         if (sync && balanced)
2927                 return 1;
2928
2929         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine_attempts);
2930         tl_per_task = cpu_avg_load_per_task(this_cpu);
2931
2932         if (balanced ||
2933             (this_load <= load &&
2934              this_load + target_load(prev_cpu, idx) <= tl_per_task)) {
2935                 /*
2936                  * This domain has SD_WAKE_AFFINE and
2937                  * p is cache cold in this domain, and
2938                  * there is no bad imbalance.
2939                  */
2940                 schedstat_inc(sd, ttwu_move_affine);
2941                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine);
2942
2943                 return 1;
2944         }
2945         return 0;
2946 }
2947
2948 /*
2949  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
2950  * domain.
2951  */
2952 static struct sched_group *
2953 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
2954                   int this_cpu, int load_idx)
2955 {
2956         struct sched_group *idlest = NULL, *group = sd->groups;
2957         unsigned long min_load = ULONG_MAX, this_load = 0;
2958         int imbalance = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
2959
2960         do {
2961                 unsigned long load, avg_load;
2962                 int local_group;
2963                 int i;
2964
2965                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
2966                 if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(group),
2967                                         tsk_cpus_allowed(p)))
2968                         continue;
2969
2970                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
2971                                                sched_group_cpus(group));
2972
2973                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
2974                 avg_load = 0;
2975
2976                 for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
2977                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
2978                         if (local_group)
2979                                 load = source_load(i, load_idx);
2980                         else
2981                                 load = target_load(i, load_idx);
2982
2983                         avg_load += load;
2984                 }
2985
2986                 /* Adjust by relative CPU power of the group */
2987                 avg_load = (avg_load * SCHED_POWER_SCALE) / group->sgp->power;
2988
2989                 if (local_group) {
2990                         this_load = avg_load;
2991                 } else if (avg_load < min_load) {
2992                         min_load = avg_load;
2993                         idlest = group;
2994                 }
2995         } while (group = group->next, group != sd->groups);
2996
2997         if (!idlest || 100*this_load < imbalance*min_load)
2998                 return NULL;
2999         return idlest;
3000 }
3001
3002 /*
3003  * find_idlest_cpu - find the idlest cpu among the cpus in group.
3004  */
3005 static int
3006 find_idlest_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
3007 {
3008         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
3009         int idlest = -1;
3010         int i;
3011
3012         /* Traverse only the allowed CPUs */
3013         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), tsk_cpus_allowed(p)) {
3014                 load = weighted_cpuload(i);
3015
3016                 if (load < min_load || (load == min_load && i == this_cpu)) {
3017                         min_load = load;
3018                         idlest = i;
3019                 }
3020         }
3021
3022         return idlest;
3023 }
3024
3025 /*
3026  * Try and locate an idle CPU in the sched_domain.
3027  */
3028 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int target)
3029 {
3030         int cpu = smp_processor_id();
3031         int prev_cpu = task_cpu(p);
3032         struct sched_domain *sd;
3033         struct sched_group *sg;
3034         int i;
3035
3036         /*
3037          * If the task is going to be woken-up on this cpu and if it is
3038          * already idle, then it is the right target.
3039          */
3040         if (target == cpu && idle_cpu(cpu))
3041                 return cpu;
3042
3043         /*
3044          * If the task is going to be woken-up on the cpu where it previously
3045          * ran and if it is currently idle, then it the right target.
3046          */
3047         if (target == prev_cpu && idle_cpu(prev_cpu))
3048                 return prev_cpu;
3049
3050         /*
3051          * Otherwise, iterate the domains and find an elegible idle cpu.
3052          */
3053         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, target));
3054         for_each_lower_domain(sd) {
3055                 sg = sd->groups;
3056                 do {
3057                         if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(sg),
3058                                                 tsk_cpus_allowed(p)))
3059                                 goto next;
3060
3061                         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(sg)) {
3062                                 if (!idle_cpu(i))
3063                                         goto next;
3064                         }
3065
3066                         target = cpumask_first_and(sched_group_cpus(sg),
3067                                         tsk_cpus_allowed(p));
3068                         goto done;
3069 next:
3070                         sg = sg->next;
3071                 } while (sg != sd->groups);
3072         }
3073 done:
3074         return target;
3075 }
3076
3077 /*
3078  * sched_balance_self: balance the current task (running on cpu) in domains
3079  * that have the 'flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_FORK and
3080  * SD_BALANCE_EXEC.
3081  *
3082  * Balance, ie. select the least loaded group.
3083  *
3084  * Returns the target CPU number, or the same CPU if no balancing is needed.
3085  *
3086  * preempt must be disabled.
3087  */
3088 static int
3089 select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int sd_flag, int wake_flags)
3090 {
3091         struct sched_domain *tmp, *affine_sd = NULL, *sd = NULL;
3092         int cpu = smp_processor_id();
3093         int prev_cpu = task_cpu(p);
3094         int new_cpu = cpu;
3095         int want_affine = 0;
3096         int sync = wake_flags & WF_SYNC;
3097
3098         if (p->nr_cpus_allowed == 1)
3099                 return prev_cpu;
3100
3101         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) {
3102                 if (cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
3103                         want_affine = 1;
3104                 new_cpu = prev_cpu;
3105         }
3106
3107         rcu_read_lock();
3108         for_each_domain(cpu, tmp) {
3109                 if (!(tmp->flags & SD_LOAD_BALANCE))
3110                         continue;
3111
3112                 /*
3113                  * If both cpu and prev_cpu are part of this domain,
3114                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
3115                  */
3116                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
3117                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
3118                         affine_sd = tmp;
3119                         break;
3120                 }
3121
3122                 if (tmp->flags & sd_flag)
3123                         sd = tmp;
3124         }
3125
3126         if (affine_sd) {
3127                 if (cpu != prev_cpu && wake_affine(affine_sd, p, sync))
3128                         prev_cpu = cpu;
3129
3130                 new_cpu = select_idle_sibling(p, prev_cpu);
3131                 goto unlock;
3132         }
3133
3134         while (sd) {
3135                 int load_idx = sd->forkexec_idx;
3136                 struct sched_group *group;
3137                 int weight;
3138
3139                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
3140                         sd = sd->child;
3141                         continue;
3142                 }
3143
3144                 if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
3145                         load_idx = sd->wake_idx;
3146
3147                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu, load_idx);
3148                 if (!group) {
3149                         sd = sd->child;
3150                         continue;
3151                 }
3152
3153                 new_cpu = find_idlest_cpu(group, p, cpu);
3154                 if (new_cpu == -1 || new_cpu == cpu) {
3155                         /* Now try balancing at a lower domain level of cpu */
3156                         sd = sd->child;
3157                         continue;
3158                 }
3159
3160                 /* Now try balancing at a lower domain level of new_cpu */
3161                 cpu = new_cpu;
3162                 weight = sd->span_weight;
3163                 sd = NULL;
3164                 for_each_domain(cpu, tmp) {
3165                         if (weight <= tmp->span_weight)
3166                                 break;
3167                         if (tmp->flags & sd_flag)
3168                                 sd = tmp;
3169                 }
3170                 /* while loop will break here if sd == NULL */
3171         }
3172 unlock:
3173         rcu_read_unlock();
3174
3175         return new_cpu;
3176 }
3177
3178 /*
3179  * Load-tracking only depends on SMP, FAIR_GROUP_SCHED dependency below may be
3180  * removed when useful for applications beyond shares distribution (e.g.
3181  * load-balance).
3182  */
3183 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3184 /*
3185  * Called immediately before a task is migrated to a new cpu; task_cpu(p) and
3186  * cfs_rq_of(p) references at time of call are still valid and identify the
3187  * previous cpu.  However, the caller only guarantees p->pi_lock is held; no
3188  * other assumptions, including the state of rq->lock, should be made.
3189  */
3190 static void
3191 migrate_task_rq_fair(struct task_struct *p, int next_cpu)
3192 {
3193         struct sched_entity *se = &p->se;
3194         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3195
3196         /*
3197          * Load tracking: accumulate removed load so that it can be processed
3198          * when we next update owning cfs_rq under rq->lock.  Tasks contribute
3199          * to blocked load iff they have a positive decay-count.  It can never
3200          * be negative here since on-rq tasks have decay-count == 0.
3201          */
3202         if (se->avg.decay_count) {
3203                 se->avg.decay_count = -__synchronize_entity_decay(se);
3204                 atomic64_add(se->avg.load_avg_contrib, &cfs_rq->removed_load);
3205         }
3206 }
3207 #endif
3208 #endif /* CONFIG_SMP */
3209
3210 static unsigned long
3211 wakeup_gran(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
3212 {
3213         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
3214
3215         /*
3216          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
3217          * to virtual-time in his units.
3218          *
3219          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
3220          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
3221          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
3222          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
3223          * be smaller, again penalizing the lighter task.
3224          *
3225          * This is especially important for buddies when the leftmost
3226          * task is higher priority than the buddy.
3227          */
3228         return calc_delta_fair(gran, se);
3229 }
3230
3231 /*
3232  * Should 'se' preempt 'curr'.
3233  *
3234  *             |s1
3235  *        |s2
3236  *   |s3
3237  *         g
3238  *      |<--->|c
3239  *
3240  *  w(c, s1) = -1
3241  *  w(c, s2) =  0
3242  *  w(c, s3) =  1
3243  *
3244  */
3245 static int
3246 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
3247 {
3248         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
3249
3250         if (vdiff <= 0)
3251                 return -1;
3252
3253         gran = wakeup_gran(curr, se);
3254         if (vdiff > gran)
3255                 return 1;
3256
3257         return 0;
3258 }
3259
3260 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
3261 {
3262         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
3263                 return;
3264
3265         for_each_sched_entity(se)
3266                 cfs_rq_of(se)->last = se;
3267 }
3268
3269 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
3270 {
3271         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
3272                 return;
3273
3274         for_each_sched_entity(se)
3275                 cfs_rq_of(se)->next = se;
3276 }
3277
3278 static void set_skip_buddy(struct sched_entity *se)
3279 {
3280         for_each_sched_entity(se)
3281                 cfs_rq_of(se)->skip = se;
3282 }
3283
3284 /*
3285  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
3286  */
3287 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
3288 {
3289         struct task_struct *curr = rq->curr;
3290         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
3291         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
3292         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
3293         int next_buddy_marked = 0;
3294
3295         if (unlikely(se == pse))
3296                 return;
3297
3298         /*
3299          * This is possible from callers such as move_task(), in which we
3300          * unconditionally check_prempt_curr() after an enqueue (which may have
3301          * lead to a throttle).  This both saves work and prevents false
3302          * next-buddy nomination below.
3303          */
3304         if (unlikely(throttled_hierarchy(cfs_rq_of(pse))))
3305                 return;
3306
3307         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK)) {
3308                 set_next_buddy(pse);
3309                 next_buddy_marked = 1;
3310         }
3311
3312         /*
3313          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
3314          * wake up path.
3315          *
3316          * Note: this also catches the edge-case of curr being in a throttled
3317          * group (e.g. via set_curr_task), since update_curr() (in the
3318          * enqueue of curr) will have resulted in resched being set.  This
3319          * prevents us from potentially nominating it as a false LAST_BUDDY
3320          * below.
3321          */
3322         if (test_tsk_need_resched(curr))
3323                 return;
3324
3325         /* Idle tasks are by definition preempted by non-idle tasks. */
3326         if (unlikely(curr->policy == SCHED_IDLE) &&
3327             likely(p->policy != SCHED_IDLE))
3328                 goto preempt;
3329
3330         /*
3331          * Batch and idle tasks do not preempt non-idle tasks (their preemption
3332          * is driven by the tick):
3333          */
3334         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL) || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPTION))
3335                 return;
3336
3337         find_matching_se(&se, &pse);
3338         update_curr(cfs_rq_of(se));
3339         BUG_ON(!pse);
3340         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1) {
3341                 /*
3342                  * Bias pick_next to pick the sched entity that is
3343                  * triggering this preemption.
3344                  */
3345                 if (!next_buddy_marked)
3346                         set_next_buddy(pse);
3347                 goto preempt;
3348         }
3349
3350         return;
3351
3352 preempt:
3353         resched_task(curr);
3354         /*
3355          * Only set the backward buddy when the current task is still
3356          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
3357          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
3358          * point, either of which can * drop the rq lock.
3359          *
3360          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
3361          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
3362          */
3363         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
3364                 return;
3365
3366         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
3367                 set_last_buddy(se);
3368 }
3369
3370 static struct task_struct *pick_next_task_fair(struct rq *rq)
3371 {
3372         struct task_struct *p;
3373         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
3374         struct sched_entity *se;
3375
3376         if (!cfs_rq->nr_running)
3377                 return NULL;
3378
3379         do {
3380                 se = pick_next_entity(cfs_rq);
3381                 set_next_entity(cfs_rq, se);
3382                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
3383         } while (cfs_rq);
3384
3385         p = task_of(se);
3386         if (hrtick_enabled(rq))
3387                 hrtick_start_fair(rq, p);
3388
3389         return p;
3390 }
3391
3392 /*
3393  * Account for a descheduled task:
3394  */
3395 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
3396 {
3397         struct sched_entity *se = &prev->se;
3398         struct cfs_rq *cfs_rq;
3399
3400         for_each_sched_entity(se) {
3401                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3402                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
3403         }
3404 }
3405
3406 /*
3407  * sched_yield() is very simple
3408  *
3409  * The magic of dealing with the ->skip buddy is in pick_next_entity.
3410  */
3411 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
3412 {
3413         struct task_struct *curr = rq->curr;
3414         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
3415         struct sched_entity *se = &curr->se;
3416
3417         /*
3418          * Are we the only task in the tree?
3419          */
3420         if (unlikely(rq->nr_running == 1))
3421                 return;
3422
3423         clear_buddies(cfs_rq, se);
3424
3425         if (curr->policy != SCHED_BATCH) {
3426                 update_rq_clock(rq);
3427                 /*
3428                  * Update run-time statistics of the 'current'.
3429                  */
3430                 update_curr(cfs_rq);
3431                 /*
3432                  * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
3433                  * so we don't do microscopic update in schedule()
3434                  * and double the fastpath cost.
3435                  */
3436                  rq->skip_clock_update = 1;
3437         }
3438
3439         set_skip_buddy(se);
3440 }
3441
3442 static bool yield_to_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt)
3443 {
3444         struct sched_entity *se = &p->se;
3445
3446         /* throttled hierarchies are not runnable */
3447         if (!se->on_rq || throttled_hierarchy(cfs_rq_of(se)))
3448                 return false;
3449
3450         /* Tell the scheduler that we'd really like pse to run next. */
3451         set_next_buddy(se);
3452
3453         yield_task_fair(rq);
3454
3455         return true;
3456 }
3457
3458 #ifdef CONFIG_SMP
3459 /**************************************************
3460  * Fair scheduling class load-balancing methods.
3461  *
3462  * BASICS
3463  *
3464  * The purpose of load-balancing is to achieve the same basic fairness the
3465  * per-cpu scheduler provides, namely provide a proportional amount of compute
3466  * time to each task. This is expressed in the following equation:
3467  *
3468  *   W_i,n/P_i == W_j,n/P_j for all i,j                               (1)
3469  *
3470  * Where W_i,n is the n-th weight average for cpu i. The instantaneous weight
3471  * W_i,0 is defined as:
3472  *
3473  *   W_i,0 = \Sum_j w_i,j                                             (2)
3474  *
3475  * Where w_i,j is the weight of the j-th runnable task on cpu i. This weight
3476  * is derived from the nice value as per prio_to_weight[].
3477  *
3478  * The weight average is an exponential decay average of the instantaneous
3479  * weight:
3480  *
3481  *   W'_i,n = (2^n - 1) / 2^n * W_i,n + 1 / 2^n * W_i,0               (3)
3482  *
3483  * P_i is the cpu power (or compute capacity) of cpu i, typically it is the
3484  * fraction of 'recent' time available for SCHED_OTHER task execution. But it
3485  * can also include other factors [XXX].
3486  *
3487  * To achieve this balance we define a measure of imbalance which follows
3488  * directly from (1):
3489  *
3490  *   imb_i,j = max{ avg(W/P), W_i/P_i } - min{ avg(W/P), W_j/P_j }    (4)
3491  *
3492  * We them move tasks around to minimize the imbalance. In the continuous
3493  * function space it is obvious this converges, in the discrete case we get
3494  * a few fun cases generally called infeasible weight scenarios.
3495  *
3496  * [XXX expand on:
3497  *     - infeasible weights;
3498  *     - local vs global optima in the discrete case. ]
3499  *
3500  *
3501  * SCHED DOMAINS
3502  *
3503  * In order to solve the imbalance equation (4), and avoid the obvious O(n^2)
3504  * for all i,j solution, we create a tree of cpus that follows the hardware
3505  * topology where each level pairs two lower groups (or better). This results
3506  * in O(log n) layers. Furthermore we reduce the number of cpus going up the
3507  * tree to only the first of the previous level and we decrease the frequency
3508  * of load-balance at each level inv. proportional to the number of cpus in
3509  * the groups.
3510  *
3511  * This yields:
3512  *
3513  *     log_2 n     1     n
3514  *   \Sum       { --- * --- * 2^i } = O(n)                            (5)
3515  *     i = 0      2^i   2^i
3516  *                               `- size of each group
3517  *         |         |     `- number of cpus doing load-balance
3518  *         |         `- freq
3519  *         `- sum over all levels
3520  *
3521  * Coupled with a limit on how many tasks we can migrate every balance pass,
3522  * this makes (5) the runtime complexity of the balancer.
3523  *
3524  * An important property here is that each CPU is still (indirectly) connected
3525  * to every other cpu in at most O(log n) steps:
3526  *
3527  * The adjacency matrix of the resulting graph is given by:
3528  *
3529  *             log_2 n     
3530  *   A_i,j = \Union     (i % 2^k == 0) && i / 2^(k+1) == j / 2^(k+1)  (6)
3531  *             k = 0
3532  *
3533  * And you'll find that:
3534  *
3535  *   A^(log_2 n)_i,j != 0  for all i,j                                (7)
3536  *
3537  * Showing there's indeed a path between every cpu in at most O(log n) steps.
3538  * The task movement gives a factor of O(m), giving a convergence complexity
3539  * of:
3540  *
3541  *   O(nm log n),  n := nr_cpus, m := nr_tasks                        (8)
3542  *
3543  *
3544  * WORK CONSERVING
3545  *
3546  * In order to avoid CPUs going idle while there's still work to do, new idle
3547  * balancing is more aggressive and has the newly idle cpu iterate up the domain
3548  * tree itself instead of relying on other CPUs to bring it work.
3549  *
3550  * This adds some complexity to both (5) and (8) but it reduces the total idle
3551  * time.
3552  *
3553  * [XXX more?]
3554  *
3555  *
3556  * CGROUPS
3557  *
3558  * Cgroups make a horror show out of (2), instead of a simple sum we get:
3559  *
3560  *                                s_k,i
3561  *   W_i,0 = \Sum_j \Prod_k w_k * -----                               (9)
3562  *                                 S_k
3563  *
3564  * Where
3565  *
3566  *   s_k,i = \Sum_j w_i,j,k  and  S_k = \Sum_i s_k,i                 (10)
3567  *
3568  * w_i,j,k is the weight of the j-th runnable task in the k-th cgroup on cpu i.
3569  *
3570  * The big problem is S_k, its a global sum needed to compute a local (W_i)
3571  * property.
3572  *
3573  * [XXX write more on how we solve this.. _after_ merging pjt's patches that
3574  *      rewrite all of this once again.]
3575  */ 
3576
3577 static unsigned long __read_mostly max_load_balance_interval = HZ/10;
3578
3579 #define LBF_ALL_PINNED  0x01
3580 #define LBF_NEED_BREAK  0x02
3581 #define LBF_SOME_PINNED 0x04
3582
3583 struct lb_env {
3584         struct sched_domain     *sd;
3585
3586         struct rq               *src_rq;
3587         int                     src_cpu;
3588
3589         int                     dst_cpu;
3590         struct rq               *dst_rq;
3591
3592         struct cpumask          *dst_grpmask;
3593         int                     new_dst_cpu;
3594         enum cpu_idle_type      idle;
3595         long                    imbalance;
3596         /* The set of CPUs under consideration for load-balancing */
3597         struct cpumask          *cpus;
3598
3599         unsigned int            flags;
3600
3601         unsigned int            loop;
3602         unsigned int            loop_break;
3603         unsigned int            loop_max;
3604 };
3605
3606 /*
3607  * move_task - move a task from one runqueue to another runqueue.
3608  * Both runqueues must be locked.
3609  */
3610 static void move_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
3611 {
3612         deactivate_task(env->src_rq, p, 0);
3613         set_task_cpu(p, env->dst_cpu);
3614         activate_task(env->dst_rq, p, 0);
3615         check_preempt_curr(env->dst_rq, p, 0);
3616 }
3617
3618 /*
3619  * Is this task likely cache-hot:
3620  */
3621 static int
3622 task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd)
3623 {
3624         s64 delta;
3625
3626         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
3627                 return 0;
3628
3629         if (unlikely(p->policy == SCHED_IDLE))
3630                 return 0;
3631
3632         /*
3633          * Buddy candidates are cache hot:
3634          */
3635         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && this_rq()->nr_running &&
3636                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
3637                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
3638                 return 1;
3639
3640         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
3641                 return 1;
3642         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
3643                 return 0;
3644
3645         delta = now - p->se.exec_start;
3646
3647         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
3648 }
3649
3650 /*
3651  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
3652  */
3653 static
3654 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
3655 {
3656         int tsk_cache_hot = 0;
3657         /*
3658          * We do not migrate tasks that are:
3659          * 1) running (obviously), or
3660          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
3661          * 3) are cache-hot on their current CPU.
3662          */
3663         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
3664                 int new_dst_cpu;
3665
3666                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
3667
3668                 /*
3669                  * Remember if this task can be migrated to any other cpu in
3670                  * our sched_group. We may want to revisit it if we couldn't
3671                  * meet load balance goals by pulling other tasks on src_cpu.
3672                  *
3673                  * Also avoid computing new_dst_cpu if we have already computed
3674                  * one in current iteration.
3675                  */
3676                 if (!env->dst_grpmask || (env->flags & LBF_SOME_PINNED))
3677                         return 0;
3678
3679                 new_dst_cpu = cpumask_first_and(env->dst_grpmask,
3680                                                 tsk_cpus_allowed(p));
3681                 if (new_dst_cpu < nr_cpu_ids) {
3682                         env->flags |= LBF_SOME_PINNED;
3683                         env->new_dst_cpu = new_dst_cpu;
3684                 }
3685                 return 0;
3686         }
3687
3688         /* Record that we found atleast one task that could run on dst_cpu */
3689         env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
3690
3691         if (task_running(env->src_rq, p)) {
3692                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_running);
3693                 return 0;
3694         }
3695
3696         /*
3697          * Aggressive migration if:
3698          * 1) task is cache cold, or
3699          * 2) too many balance attempts have failed.
3700          */
3701
3702         tsk_cache_hot = task_hot(p, env->src_rq->clock_task, env->sd);
3703         if (!tsk_cache_hot ||
3704                 env->sd->nr_balance_failed > env->sd->cache_nice_tries) {
3705 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3706                 if (tsk_cache_hot) {
3707                         schedstat_inc(env->sd, lb_hot_gained[env->idle]);
3708                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_forced_migrations);
3709                 }
3710 #endif
3711                 return 1;
3712         }
3713
3714         if (tsk_cache_hot) {
3715                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
3716                 return 0;
3717         }
3718         return 1;
3719 }
3720
3721 /*
3722  * move_one_task tries to move exactly one task from busiest to this_rq, as
3723  * part of active balancing operations within "domain".
3724  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
3725  *
3726  * Called with both runqueues locked.
3727  */
3728 static int move_one_task(struct lb_env *env)
3729 {
3730         struct task_struct *p, *n;
3731
3732         list_for_each_entry_safe(p, n, &env->src_rq->cfs_tasks, se.group_node) {
3733                 if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_rq->cpu, env->dst_cpu))
3734                         continue;
3735
3736                 if (!can_migrate_task(p, env))
3737                         continue;
3738
3739                 move_task(p, env);
3740                 /*
3741                  * Right now, this is only the second place move_task()
3742                  * is called, so we can safely collect move_task()
3743                  * stats here rather than inside move_task().
3744                  */
3745                 schedstat_inc(env->sd, lb_gained[env->idle]);
3746                 return 1;
3747         }
3748         return 0;
3749 }
3750
3751 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p);
3752
3753 static const unsigned int sched_nr_migrate_break = 32;
3754
3755 /*
3756  * move_tasks tries to move up to imbalance weighted load from busiest to
3757  * this_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
3758  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
3759  *
3760  * Called with both runqueues locked.
3761  */
3762 static int move_tasks(struct lb_env *env)
3763 {
3764         struct list_head *tasks = &env->src_rq->cfs_tasks;
3765         struct task_struct *p;
3766         unsigned long load;
3767         int pulled = 0;
3768
3769         if (env->imbalance <= 0)
3770                 return 0;
3771
3772         while (!list_empty(tasks)) {
3773                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
3774
3775                 env->loop++;
3776                 /* We've more or less seen every task there is, call it quits */
3777                 if (env->loop > env->loop_max)
3778                         break;
3779
3780                 /* take a breather every nr_migrate tasks */
3781                 if (env->loop > env->loop_break) {
3782                         env->loop_break += sched_nr_migrate_break;
3783                         env->flags |= LBF_NEED_BREAK;
3784                         break;
3785                 }
3786
3787                 if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_cpu, env->dst_cpu))
3788                         goto next;
3789
3790                 load = task_h_load(p);
3791
3792                 if (sched_feat(LB_MIN) && load < 16 && !env->sd->nr_balance_failed)
3793                         goto next;
3794
3795                 if ((load / 2) > env->imbalance)
3796                         goto next;
3797
3798                 if (!can_migrate_task(p, env))
3799                         goto next;
3800
3801                 move_task(p, env);
3802                 pulled++;
3803                 env->imbalance -= load;
3804
3805 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3806                 /*
3807                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
3808                  * kernels will stop after the first task is pulled to minimize
3809                  * the critical section.
3810                  */
3811                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
3812                         break;
3813 #endif
3814
3815                 /*
3816                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
3817                  * weighted load.
3818                  */
3819                 if (env->imbalance <= 0)
3820                         break;
3821
3822                 continue;
3823 next:
3824                 list_move_tail(&p->se.group_node, tasks);
3825         }
3826
3827         /*
3828          * Right now, this is one of only two places move_task() is called,
3829          * so we can safely collect move_task() stats here rather than
3830          * inside move_task().
3831          */
3832         schedstat_add(env->sd, lb_gained[env->idle], pulled);
3833
3834         return pulled;
3835 }
3836
3837 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3838 /*
3839  * update tg->load_weight by folding this cpu's load_avg
3840  */
3841 static void __update_blocked_averages_cpu(struct task_group *tg, int cpu)
3842 {
3843         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
3844         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
3845
3846         /* throttled entities do not contribute to load */
3847         if (throttled_hierarchy(cfs_rq))
3848                 return;
3849
3850         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 1);
3851
3852         if (se) {
3853                 update_entity_load_avg(se, 1);
3854                 /*
3855                  * We pivot on our runnable average having decayed to zero for
3856                  * list removal.  This generally implies that all our children
3857                  * have also been removed (modulo rounding error or bandwidth
3858                  * control); however, such cases are rare and we can fix these
3859                  * at enqueue.
3860                  *
3861                  * TODO: fix up out-of-order children on enqueue.
3862                  */
3863                 if (!se->avg.runnable_avg_sum && !cfs_rq->nr_running)
3864                         list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
3865         } else {
3866                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3867                 update_rq_runnable_avg(rq, rq->nr_running);
3868         }
3869 }
3870
3871 static void update_blocked_averages(int cpu)
3872 {
3873         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3874         struct cfs_rq *cfs_rq;
3875         unsigned long flags;
3876
3877         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
3878         update_rq_clock(rq);
3879         /*
3880          * Iterates the task_group tree in a bottom up fashion, see
3881          * list_add_leaf_cfs_rq() for details.
3882          */
3883         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
3884                 /*
3885                  * Note: We may want to consider periodically releasing
3886                  * rq->lock about these updates so that creating many task
3887                  * groups does not result in continually extending hold time.
3888                  */
3889                 __update_blocked_averages_cpu(cfs_rq->tg, rq->cpu);
3890         }
3891
3892         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
3893 }
3894
3895 /*
3896  * Compute the cpu's hierarchical load factor for each task group.
3897  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
3898  * group is a fraction of its parents load.
3899  */
3900 static int tg_load_down(struct task_group *tg, void *data)
3901 {
3902         unsigned long load;
3903         long cpu = (long)data;
3904
3905         if (!tg->parent) {
3906                 load = cpu_rq(cpu)->load.weight;
3907         } else {
3908                 load = tg->parent->cfs_rq[cpu]->h_load;
3909                 load *= tg->se[cpu]->load.weight;
3910                 load /= tg->parent->cfs_rq[cpu]->load.weight + 1;
3911         }
3912
3913         tg->cfs_rq[cpu]->h_load = load;
3914
3915         return 0;
3916 }
3917
3918 static void update_h_load(long cpu)
3919 {
3920         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3921         unsigned long now = jiffies;
3922
3923         if (rq->h_load_throttle == now)
3924                 return;
3925
3926         rq->h_load_throttle = now;
3927
3928         rcu_read_lock();
3929         walk_tg_tree(tg_load_down, tg_nop, (void *)cpu);
3930         rcu_read_unlock();
3931 }
3932
3933 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
3934 {
3935         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
3936         unsigned long load;
3937
3938         load = p->se.load.weight;
3939         load = div_u64(load * cfs_rq->h_load, cfs_rq->load.weight + 1);
3940
3941         return load;
3942 }
3943 #else
3944 static inline void update_blocked_averages(int cpu)
3945 {
3946 }
3947
3948 static inline void update_h_load(long cpu)
3949 {
3950 }
3951
3952 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
3953 {
3954         return p->se.load.weight;
3955 }
3956 #endif
3957
3958 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
3959 /*
3960  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
3961  *              during load balancing.
3962  */
3963 struct sd_lb_stats {
3964         struct sched_group *busiest; /* Busiest group in this sd */
3965         struct sched_group *this;  /* Local group in this sd */
3966         unsigned long total_load;  /* Total load of all groups in sd */
3967         unsigned long total_pwr;   /*   Total power of all groups in sd */
3968         unsigned long avg_load;    /* Average load across all groups in sd */
3969
3970         /** Statistics of this group */
3971         unsigned long this_load;
3972         unsigned long this_load_per_task;
3973         unsigned long this_nr_running;
3974         unsigned long this_has_capacity;
3975         unsigned int  this_idle_cpus;
3976
3977         /* Statistics of the busiest group */
3978         unsigned int  busiest_idle_cpus;
3979         unsigned long max_load;
3980         unsigned long busiest_load_per_task;
3981         unsigned long busiest_nr_running;
3982         unsigned long busiest_group_capacity;
3983         unsigned long busiest_has_capacity;
3984         unsigned int  busiest_group_weight;
3985
3986         int group_imb; /* Is there imbalance in this sd */
3987 };
3988
3989 /*
3990  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
3991  */
3992 struct sg_lb_stats {
3993         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
3994         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
3995         unsigned long sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
3996         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
3997         unsigned long group_capacity;
3998         unsigned long idle_cpus;
3999         unsigned long group_weight;
4000         int group_imb; /* Is there an imbalance in the group ? */
4001         int group_has_capacity; /* Is there extra capacity in the group? */
4002 };
4003
4004 /**
4005  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
4006  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
4007  * @idle: The Idle status of the CPU for whose sd load_icx is obtained.
4008  */
4009 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
4010                                         enum cpu_idle_type idle)
4011 {
4012         int load_idx;
4013
4014         switch (idle) {
4015         case CPU_NOT_IDLE:
4016                 load_idx = sd->busy_idx;
4017                 break;
4018
4019         case CPU_NEWLY_IDLE:
4020                 load_idx = sd->newidle_idx;
4021                 break;
4022         default:
4023                 load_idx = sd->idle_idx;
4024                 break;
4025         }
4026
4027         return load_idx;
4028 }
4029
4030 unsigned long default_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
4031 {
4032         return SCHED_POWER_SCALE;
4033 }
4034
4035 unsigned long __weak arch_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
4036 {
4037         return default_scale_freq_power(sd, cpu);
4038 }
4039
4040 unsigned long default_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
4041 {
4042         unsigned long weight = sd->span_weight;
4043         unsigned long smt_gain = sd->smt_gain;
4044
4045         smt_gain /= weight;
4046
4047         return smt_gain;
4048 }
4049
4050 unsigned long __weak arch_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
4051 {
4052         return default_scale_smt_power(sd, cpu);
4053 }
4054
4055 unsigned long scale_rt_power(int cpu)
4056 {
4057         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4058         u64 total, available, age_stamp, avg;
4059
4060         /*
4061          * Since we're reading these variables without serialization make sure
4062          * we read them once before doing sanity checks on them.
4063          */
4064         age_stamp = ACCESS_ONCE(rq->age_stamp);
4065         avg = ACCESS_ONCE(rq->rt_avg);
4066
4067         total = sched_avg_period() + (rq->clock - age_stamp);
4068
4069         if (unlikely(total < avg)) {
4070                 /* Ensures that power won't end up being negative */
4071                 available = 0;
4072         } else {
4073                 available = total - avg;
4074         }
4075
4076         if (unlikely((s64)total < SCHED_POWER_SCALE))
4077                 total = SCHED_POWER_SCALE;
4078
4079         total >>= SCHED_POWER_SHIFT;
4080
4081         return div_u64(available, total);
4082 }
4083
4084 static void update_cpu_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
4085 {
4086         unsigned long weight = sd->span_weight;
4087         unsigned long power = SCHED_POWER_SCALE;
4088         struct sched_group *sdg = sd->groups;
4089
4090         if ((sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER) && weight > 1) {
4091                 if (sched_feat(ARCH_POWER))
4092                         power *= arch_scale_smt_power(sd, cpu);
4093                 else
4094                         power *= default_scale_smt_power(sd, cpu);
4095
4096                 power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
4097         }
4098
4099         sdg->sgp->power_orig = power;
4100
4101         if (sched_feat(ARCH_POWER))
4102                 power *= arch_scale_freq_power(sd, cpu);
4103         else
4104                 power *= default_scale_freq_power(sd, cpu);
4105
4106         power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
4107
4108         power *= scale_rt_power(cpu);
4109         power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
4110
4111         if (!power)
4112                 power = 1;
4113
4114         cpu_rq(cpu)->cpu_power = power;
4115         sdg->sgp->power = power;
4116 }
4117
4118 void update_group_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
4119 {
4120         struct sched_domain *child = sd->child;
4121         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
4122         unsigned long power;
4123         unsigned long interval;
4124
4125         interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
4126         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
4127         sdg->sgp->next_update = jiffies + interval;
4128
4129         if (!child) {
4130                 update_cpu_power(sd, cpu);
4131                 return;
4132         }
4133
4134         power = 0;
4135
4136         if (child->flags & SD_OVERLAP) {
4137                 /*
4138                  * SD_OVERLAP domains cannot assume that child groups
4139                  * span the current group.
4140                  */
4141
4142                 for_each_cpu(cpu, sched_group_cpus(sdg))
4143                         power += power_of(cpu);
4144         } else  {
4145                 /*
4146                  * !SD_OVERLAP domains can assume that child groups
4147                  * span the current group.
4148                  */ 
4149
4150                 group = child->groups;
4151                 do {
4152                         power += group->sgp->power;
4153                         group = group->next;
4154                 } while (group != child->groups);
4155         }
4156
4157         sdg->sgp->power_orig = sdg->sgp->power = power;
4158 }
4159
4160 /*
4161  * Try and fix up capacity for tiny siblings, this is needed when
4162  * things like SD_ASYM_PACKING need f_b_g to select another sibling
4163  * which on its own isn't powerful enough.
4164  *
4165  * See update_sd_pick_busiest() and check_asym_packing().
4166  */
4167 static inline int
4168 fix_small_capacity(struct sched_domain *sd, struct sched_group *group)
4169 {
4170         /*
4171          * Only siblings can have significantly less than SCHED_POWER_SCALE
4172          */
4173         if (!(sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER))
4174                 return 0;
4175
4176         /*
4177          * If ~90% of the cpu_power is still there, we're good.
4178          */
4179         if (group->sgp->power * 32 > group->sgp->power_orig * 29)
4180                 return 1;
4181
4182         return 0;
4183 }
4184
4185 /**
4186  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
4187  * @env: The load balancing environment.
4188  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
4189  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
4190  * @local_group: Does group contain this_cpu.
4191  * @balance: Should we balance.
4192  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
4193  */
4194 static inline void update_sg_lb_stats(struct lb_env *env,
4195                         struct sched_group *group, int load_idx,
4196                         int local_group, int *balance, struct sg_lb_stats *sgs)
4197 {
4198         unsigned long nr_running, max_nr_running, min_nr_running;
4199         unsigned long load, max_cpu_load, min_cpu_load;
4200         unsigned int balance_cpu = -1, first_idle_cpu = 0;
4201         unsigned long avg_load_per_task = 0;
4202         int i;
4203
4204         if (local_group)
4205                 balance_cpu = group_balance_cpu(group);
4206
4207         /* Tally up the load of all CPUs in the group */
4208         max_cpu_load = 0;
4209         min_cpu_load = ~0UL;
4210         max_nr_running = 0;
4211         min_nr_running = ~0UL;
4212
4213         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
4214                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
4215
4216                 nr_running = rq->nr_running;
4217
4218                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
4219                 if (local_group) {
4220                         if (idle_cpu(i) && !first_idle_cpu &&
4221                                         cpumask_test_cpu(i, sched_group_mask(group))) {
4222                                 first_idle_cpu = 1;
4223                                 balance_cpu = i;
4224                         }
4225
4226                         load = target_load(i, load_idx);
4227                 } else {
4228                         load = source_load(i, load_idx);
4229                         if (load > max_cpu_load)
4230                                 max_cpu_load = load;
4231                         if (min_cpu_load > load)
4232                                 min_cpu_load = load;
4233
4234                         if (nr_running > max_nr_running)
4235                                 max_nr_running = nr_running;
4236                         if (min_nr_running > nr_running)
4237                                 min_nr_running = nr_running;
4238                 }
4239
4240                 sgs->group_load += load;
4241                 sgs->sum_nr_running += nr_running;
4242                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
4243                 if (idle_cpu(i))
4244                         sgs->idle_cpus++;
4245         }
4246
4247         /*
4248          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
4249          * is eligible for doing load balancing at this and above
4250          * domains. In the newly idle case, we will allow all the cpu's
4251          * to do the newly idle load balance.
4252          */
4253         if (local_group) {
4254                 if (env->idle != CPU_NEWLY_IDLE) {
4255                         if (balance_cpu != env->dst_cpu) {
4256                                 *balance = 0;
4257                                 return;
4258                         }
4259                         update_group_power(env->sd, env->dst_cpu);
4260                 } else if (time_after_eq(jiffies, group->sgp->next_update))
4261                         update_group_power(env->sd, env->dst_cpu);
4262         }
4263
4264         /* Adjust by relative CPU power of the group */
4265         sgs->avg_load = (sgs->group_load*SCHED_POWER_SCALE) / group->sgp->power;
4266
4267         /*
4268          * Consider the group unbalanced when the imbalance is larger
4269          * than the average weight of a task.
4270          *
4271          * APZ: with cgroup the avg task weight can vary wildly and
4272          *      might not be a suitable number - should we keep a
4273          *      normalized nr_running number somewhere that negates
4274          *      the hierarchy?
4275          */
4276         if (sgs->sum_nr_running)
4277                 avg_load_per_task = sgs->sum_weighted_load / sgs->sum_nr_running;
4278
4279         if ((max_cpu_load - min_cpu_load) >= avg_load_per_task &&
4280             (max_nr_running - min_nr_running) > 1)
4281                 sgs->group_imb = 1;
4282
4283         sgs->group_capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(group->sgp->power,
4284                                                 SCHED_POWER_SCALE);
4285         if (!sgs->group_capacity)
4286                 sgs->group_capacity = fix_small_capacity(env->sd, group);
4287         sgs->group_weight = group->group_weight;
4288
4289         if (sgs->group_capacity > sgs->sum_nr_running)
4290                 sgs->group_has_capacity = 1;
4291 }
4292
4293 /**
4294  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
4295  * @env: The load balancing environment.
4296  * @sds: sched_domain statistics
4297  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
4298  * @sgs: sched_group statistics
4299  *
4300  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
4301  * busiest group.
4302  */
4303 static bool update_sd_pick_busiest(struct lb_env *env,
4304                                    struct sd_lb_stats *sds,
4305                                    struct sched_group *sg,
4306                                    struct sg_lb_stats *sgs)
4307 {
4308         if (sgs->avg_load <= sds->max_load)
4309                 return false;
4310
4311         if (sgs->sum_nr_running > sgs->group_capacity)
4312                 return true;
4313
4314         if (sgs->group_imb)
4315                 return true;
4316
4317         /*
4318          * ASYM_PACKING needs to move all the work to the lowest
4319          * numbered CPUs in the group, therefore mark all groups
4320          * higher than ourself as busy.
4321          */
4322         if ((env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && sgs->sum_nr_running &&
4323             env->dst_cpu < group_first_cpu(sg)) {
4324                 if (!sds->busiest)
4325                         return true;
4326
4327                 if (group_first_cpu(sds->busiest) > group_first_cpu(sg))
4328                         return true;
4329         }
4330
4331         return false;
4332 }
4333
4334 /**
4335  * update_sd_lb_stats - Update sched_domain's statistics for load balancing.
4336  * @env: The load balancing environment.
4337  * @balance: Should we balance.
4338  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
4339  */
4340 static inline void update_sd_lb_stats(struct lb_env *env,
4341                                         int *balance, struct sd_lb_stats *sds)
4342 {
4343         struct sched_domain *child = env->sd->child;
4344         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
4345         struct sg_lb_stats sgs;
4346         int load_idx, prefer_sibling = 0;
4347
4348         if (child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING)
4349                 prefer_sibling = 1;
4350
4351         load_idx = get_sd_load_idx(env->sd, env->idle);
4352
4353         do {
4354                 int local_group;
4355
4356                 local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_cpus(sg));
4357                 memset(&sgs, 0, sizeof(sgs));
4358                 update_sg_lb_stats(env, sg, load_idx, local_group, balance, &sgs);
4359
4360                 if (local_group && !(*balance))
4361                         return;
4362
4363                 sds->total_load += sgs.group_load;
4364                 sds->total_pwr += sg->sgp->power;
4365
4366                 /*
4367                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
4368                  * first, lower the sg capacity to one so that we'll try
4369                  * and move all the excess tasks away. We lower the capacity
4370                  * of a group only if the local group has the capacity to fit
4371                  * these excess tasks, i.e. nr_running < group_capacity. The
4372                  * extra check prevents the case where you always pull from the
4373                  * heaviest group when it is already under-utilized (possible
4374                  * with a large weight task outweighs the tasks on the system).
4375                  */
4376                 if (prefer_sibling && !local_group && sds->this_has_capacity)
4377                         sgs.group_capacity = min(sgs.group_capacity, 1UL);
4378
4379                 if (local_group) {
4380                         sds->this_load = sgs.avg_load;
4381                         sds->this = sg;
4382                         sds->this_nr_running = sgs.sum_nr_running;
4383                         sds->this_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
4384                         sds->this_has_capacity = sgs.group_has_capacity;
4385                         sds->this_idle_cpus = sgs.idle_cpus;
4386                 } else if (update_sd_pick_busiest(env, sds, sg, &sgs)) {
4387                         sds->max_load = sgs.avg_load;
4388                         sds->busiest = sg;
4389                         sds->busiest_nr_running = sgs.sum_nr_running;
4390                         sds->busiest_idle_cpus = sgs.idle_cpus;
4391                         sds->busiest_group_capacity = sgs.group_capacity;
4392                         sds->busiest_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
4393                         sds->busiest_has_capacity = sgs.group_has_capacity;
4394                         sds->busiest_group_weight = sgs.group_weight;
4395                         sds->group_imb = sgs.group_imb;
4396                 }
4397
4398                 sg = sg->next;
4399         } while (sg != env->sd->groups);
4400 }
4401
4402 /**
4403  * check_asym_packing - Check to see if the group is packed into the
4404  *                      sched doman.
4405  *
4406  * This is primarily intended to used at the sibling level.  Some
4407  * cores like POWER7 prefer to use lower numbered SMT threads.  In the
4408  * case of POWER7, it can move to lower SMT modes only when higher
4409  * threads are idle.  When in lower SMT modes, the threads will
4410  * perform better since they share less core resources.  Hence when we
4411  * have idle threads, we want them to be the higher ones.
4412  *
4413  * This packing function is run on idle threads.  It checks to see if
4414  * the busiest CPU in this domain (core in the P7 case) has a higher
4415  * CPU number than the packing function is being run on.  Here we are
4416  * assuming lower CPU number will be equivalent to lower a SMT thread
4417  * number.
4418  *
4419  * Returns 1 when packing is required and a task should be moved to
4420  * this CPU.  The amount of the imbalance is returned in *imbalance.
4421  *
4422  * @env: The load balancing environment.
4423  * @sds: Statistics of the sched_domain which is to be packed
4424  */
4425 static int check_asym_packing(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
4426 {
4427         int busiest_cpu;
4428
4429         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
4430                 return 0;
4431
4432         if (!sds->busiest)
4433                 return 0;
4434
4435         busiest_cpu = group_first_cpu(sds->busiest);
4436         if (env->dst_cpu > busiest_cpu)
4437                 return 0;
4438
4439         env->imbalance = DIV_ROUND_CLOSEST(
4440                 sds->max_load * sds->busiest->sgp->power, SCHED_POWER_SCALE);
4441
4442         return 1;
4443 }
4444
4445 /**
4446  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
4447  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
4448  *                      load balancing.
4449  * @env: The load balancing environment.
4450  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
4451  */
4452 static inline
4453 void fix_small_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
4454 {
4455         unsigned long tmp, pwr_now = 0, pwr_move = 0;
4456         unsigned int imbn = 2;
4457         unsigned long scaled_busy_load_per_task;
4458
4459         if (sds->this_nr_running) {
4460                 sds->this_load_per_task /= sds->this_nr_running;
4461                 if (sds->busiest_load_per_task >
4462                                 sds->this_load_per_task)
4463                         imbn = 1;
4464         } else {
4465                 sds->this_load_per_task =
4466                         cpu_avg_load_per_task(env->dst_cpu);
4467         }
4468
4469         scaled_busy_load_per_task = sds->busiest_load_per_task
4470                                          * SCHED_POWER_SCALE;
4471         scaled_busy_load_per_task /= sds->busiest->sgp->power;
4472
4473         if (sds->max_load - sds->this_load + scaled_busy_load_per_task >=
4474                         (scaled_busy_load_per_task * imbn)) {
4475                 env->imbalance = sds->busiest_load_per_task;
4476                 return;
4477         }
4478
4479         /*
4480          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
4481          * however we may be able to increase total CPU power used by
4482          * moving them.
4483          */
4484
4485         pwr_now += sds->busiest->sgp->power *
4486                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load);
4487         pwr_now += sds->this->sgp->power *
4488                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load);
4489         pwr_now /= SCHED_POWER_SCALE;
4490
4491         /* Amount of load we'd subtract */
4492         tmp = (sds->busiest_load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) /
4493                 sds->busiest->sgp->power;
4494         if (sds->max_load > tmp)
4495                 pwr_move += sds->busiest->sgp->power *
4496                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load - tmp);
4497
4498         /* Amount of load we'd add */
4499         if (sds->max_load * sds->busiest->sgp->power <
4500                 sds->busiest_load_per_task * SCHED_POWER_SCALE)
4501                 tmp = (sds->max_load * sds->busiest->sgp->power) /
4502                         sds->this->sgp->power;
4503         else
4504                 tmp = (sds->busiest_load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) /
4505                         sds->this->sgp->power;
4506         pwr_move += sds->this->sgp->power *
4507                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load + tmp);
4508         pwr_move /= SCHED_POWER_SCALE;
4509
4510         /* Move if we gain throughput */
4511         if (pwr_move > pwr_now)
4512                 env->imbalance = sds->busiest_load_per_task;
4513 }
4514
4515 /**
4516  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
4517  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
4518  * @env: load balance environment
4519  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
4520  */
4521 static inline void calculate_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
4522 {
4523         unsigned long max_pull, load_above_capacity = ~0UL;
4524
4525         sds->busiest_load_per_task /= sds->busiest_nr_running;
4526         if (sds->group_imb) {
4527                 sds->busiest_load_per_task =
4528                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->avg_load);
4529         }
4530
4531         /*
4532          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
4533          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
4534          * its cpu_power, while calculating max_load..)
4535          */
4536         if (sds->max_load < sds->avg_load) {
4537                 env->imbalance = 0;
4538                 return fix_small_imbalance(env, sds);
4539         }
4540
4541         if (!sds->group_imb) {
4542                 /*
4543                  * Don't want to pull so many tasks that a group would go idle.
4544                  */
4545                 load_above_capacity = (sds->busiest_nr_running -
4546                                                 sds->busiest_group_capacity);
4547
4548                 load_above_capacity *= (SCHED_LOAD_SCALE * SCHED_POWER_SCALE);
4549
4550                 load_above_capacity /= sds->busiest->sgp->power;
4551         }
4552
4553         /*
4554          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
4555          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
4556          * reduce the max loaded cpu below the average load. At the same time,
4557          * we also don't want to reduce the group load below the group capacity
4558          * (so that we can implement power-savings policies etc). Thus we look
4559          * for the minimum possible imbalance.
4560          * Be careful of negative numbers as they'll appear as very large values
4561          * with unsigned longs.
4562          */
4563         max_pull = min(sds->max_load - sds->avg_load, load_above_capacity);
4564
4565         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
4566         env->imbalance = min(max_pull * sds->busiest->sgp->power,
4567                 (sds->avg_load - sds->this_load) * sds->this->sgp->power)
4568                         / SCHED_POWER_SCALE;
4569
4570         /*
4571          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
4572          * there is no guarantee that any tasks will be moved so we'll have
4573          * a think about bumping its value to force at least one task to be
4574          * moved
4575          */
4576         if (env->imbalance < sds->busiest_load_per_task)
4577                 return fix_small_imbalance(env, sds);
4578
4579 }
4580
4581 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
4582
4583 /**
4584  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
4585  * if there is an imbalance. If there isn't an imbalance, and
4586  * the user has opted for power-savings, it returns a group whose
4587  * CPUs can be put to idle by rebalancing those tasks elsewhere, if
4588  * such a group exists.
4589  *
4590  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
4591  * to restore balance.
4592  *
4593  * @env: The load balancing environment.
4594  * @balance: Pointer to a variable indicating if this_cpu
4595  *      is the appropriate cpu to perform load balancing at this_level.
4596  *
4597  * Returns:     - the busiest group if imbalance exists.
4598  *              - If no imbalance and user has opted for power-savings balance,
4599  *                 return the least loaded group whose CPUs can be
4600  *                 put to idle by rebalancing its tasks onto our group.
4601  */
4602 static struct sched_group *
4603 find_busiest_group(struct lb_env *env, int *balance)
4604 {
4605         struct sd_lb_stats sds;
4606
4607         memset(&sds, 0, sizeof(sds));
4608
4609         /*
4610          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
4611          * this level.
4612          */
4613         update_sd_lb_stats(env, balance, &sds);
4614
4615         /*
4616          * this_cpu is not the appropriate cpu to perform load balancing at
4617          * this level.
4618          */
4619         if (!(*balance))
4620                 goto ret;
4621
4622         if ((env->idle == CPU_IDLE || env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) &&
4623             check_asym_packing(env, &sds))
4624                 return sds.busiest;
4625
4626         /* There is no busy sibling group to pull tasks from */
4627         if (!sds.busiest || sds.busiest_nr_running == 0)
4628                 goto out_balanced;
4629
4630         sds.avg_load = (SCHED_POWER_SCALE * sds.total_load) / sds.total_pwr;
4631
4632         /*
4633          * If the busiest group is imbalanced the below checks don't
4634          * work because they assumes all things are equal, which typically
4635          * isn't true due to cpus_allowed constraints and the like.
4636          */
4637         if (sds.group_imb)
4638                 goto force_balance;
4639
4640         /* SD_BALANCE_NEWIDLE trumps SMP nice when underutilized */
4641         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE && sds.this_has_capacity &&
4642                         !sds.busiest_has_capacity)
4643                 goto force_balance;
4644
4645         /*
4646          * If the local group is more busy than the selected busiest group
4647          * don't try and pull any tasks.
4648          */
4649         if (sds.this_load >= sds.max_load)
4650                 goto out_balanced;
4651
4652         /*
4653          * Don't pull any tasks if this group is already above the domain
4654          * average load.
4655          */
4656         if (sds.this_load >= sds.avg_load)
4657                 goto out_balanced;
4658
4659         if (env->idle == CPU_IDLE) {
4660                 /*
4661                  * This cpu is idle. If the busiest group load doesn't
4662                  * have more tasks than the number of available cpu's and
4663                  * there is no imbalance between this and busiest group
4664                  * wrt to idle cpu's, it is balanced.
4665                  */
4666                 if ((sds.this_idle_cpus <= sds.busiest_idle_cpus + 1) &&
4667                     sds.busiest_nr_running <= sds.busiest_group_weight)
4668                         goto out_balanced;
4669         } else {
4670                 /*
4671                  * In the CPU_NEWLY_IDLE, CPU_NOT_IDLE cases, use
4672                  * imbalance_pct to be conservative.
4673                  */
4674                 if (100 * sds.max_load <= env->sd->imbalance_pct * sds.this_load)
4675                         goto out_balanced;
4676         }
4677
4678 force_balance:
4679         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
4680         calculate_imbalance(env, &sds);
4681         return sds.busiest;
4682
4683 out_balanced:
4684 ret:
4685         env->imbalance = 0;
4686         return NULL;
4687 }
4688
4689 /*
4690  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
4691  */
4692 static struct rq *find_busiest_queue(struct lb_env *env,
4693                                      struct sched_group *group)
4694 {
4695         struct rq *busiest = NULL, *rq;
4696         unsigned long max_load = 0;
4697         int i;
4698
4699         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
4700                 unsigned long power = power_of(i);
4701                 unsigned long capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(power,
4702                                                            SCHED_POWER_SCALE);
4703                 unsigned long wl;
4704
4705                 if (!capacity)
4706                         capacity = fix_small_capacity(env->sd, group);
4707
4708                 if (!cpumask_test_cpu(i, env->cpus))
4709                         continue;
4710
4711                 rq = cpu_rq(i);
4712                 wl = weighted_cpuload(i);
4713
4714                 /*
4715                  * When comparing with imbalance, use weighted_cpuload()
4716                  * which is not scaled with the cpu power.
4717                  */
4718                 if (capacity && rq->nr_running == 1 && wl > env->imbalance)
4719                         continue;
4720
4721                 /*
4722                  * For the load comparisons with the other cpu's, consider
4723                  * the weighted_cpuload() scaled with the cpu power, so that
4724                  * the load can be moved away from the cpu that is potentially
4725                  * running at a lower capacity.
4726                  */
4727                 wl = (wl * SCHED_POWER_SCALE) / power;
4728
4729                 if (wl > max_load) {
4730                         max_load = wl;
4731                         busiest = rq;
4732                 }
4733         }
4734
4735         return busiest;
4736 }
4737
4738 /*
4739  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
4740  * so long as it is large enough.
4741  */
4742 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
4743
4744 /* Working cpumask for load_balance and load_balance_newidle. */
4745 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_tmpmask);
4746
4747 static int need_active_balance(struct lb_env *env)
4748 {
4749         struct sched_domain *sd = env->sd;
4750
4751         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) {
4752
4753                 /*
4754                  * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
4755                  * higher numbered CPUs in order to pack all tasks in the
4756                  * lowest numbered CPUs.
4757                  */
4758                 if ((sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && env->src_cpu > env->dst_cpu)
4759                         return 1;
4760         }
4761
4762         return unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2);
4763 }
4764
4765 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
4766
4767 /*
4768  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
4769  * tasks if there is an imbalance.
4770  */
4771 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
4772                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
4773                         int *balance)
4774 {
4775         int ld_moved, cur_ld_moved, active_balance = 0;
4776         int lb_iterations, max_lb_iterations;
4777         struct sched_group *group;
4778         struct rq *busiest;
4779         unsigned long flags;
4780         struct cpumask *cpus = __get_cpu_var(load_balance_tmpmask);
4781
4782         struct lb_env env = {
4783                 .sd             = sd,
4784                 .dst_cpu        = this_cpu,
4785                 .dst_rq         = this_rq,
4786                 .dst_grpmask    = sched_group_cpus(sd->groups),
4787                 .idle           = idle,
4788                 .loop_break     = sched_nr_migrate_break,
4789                 .cpus           = cpus,
4790         };
4791
4792         cpumask_copy(cpus, cpu_active_mask);
4793         max_lb_iterations = cpumask_weight(env.dst_grpmask);
4794
4795         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
4796
4797 redo:
4798         group = find_busiest_group(&env, balance);
4799
4800         if (*balance == 0)
4801                 goto out_balanced;
4802
4803         if (!group) {
4804                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
4805                 goto out_balanced;
4806         }
4807
4808         busiest = find_busiest_queue(&env, group);
4809         if (!busiest) {
4810                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
4811                 goto out_balanced;
4812         }
4813
4814         BUG_ON(busiest == env.dst_rq);
4815
4816         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], env.imbalance);
4817
4818         ld_moved = 0;
4819         lb_iterations = 1;
4820         if (busiest->nr_running > 1) {
4821                 /*
4822                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
4823                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
4824                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
4825                  * correctly treated as an imbalance.
4826                  */
4827                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
4828                 env.src_cpu   = busiest->cpu;
4829                 env.src_rq    = busiest;
4830                 env.loop_max  = min(sysctl_sched_nr_migrate, busiest->nr_running);
4831
4832                 update_h_load(env.src_cpu);
4833 more_balance:
4834                 local_irq_save(flags);
4835                 double_rq_lock(env.dst_rq, busiest);
4836
4837                 /*
4838                  * cur_ld_moved - load moved in current iteration
4839                  * ld_moved     - cumulative load moved across iterations
4840                  */
4841                 cur_ld_moved = move_tasks(&env);
4842                 ld_moved += cur_ld_moved;
4843                 double_rq_unlock(env.dst_rq, busiest);
4844                 local_irq_restore(flags);
4845
4846                 if (env.flags & LBF_NEED_BREAK) {
4847                         env.flags &= ~LBF_NEED_BREAK;
4848                         goto more_balance;
4849                 }
4850
4851                 /*
4852                  * some other cpu did the load balance for us.
4853                  */
4854                 if (cur_ld_moved && env.dst_cpu != smp_processor_id())
4855                         resched_cpu(env.dst_cpu);
4856
4857                 /*
4858                  * Revisit (affine) tasks on src_cpu that couldn't be moved to
4859                  * us and move them to an alternate dst_cpu in our sched_group
4860                  * where they can run. The upper limit on how many times we
4861                  * iterate on same src_cpu is dependent on number of cpus in our
4862                  * sched_group.
4863                  *
4864                  * This changes load balance semantics a bit on who can move
4865                  * load to a given_cpu. In addition to the given_cpu itself
4866                  * (or a ilb_cpu acting on its behalf where given_cpu is
4867                  * nohz-idle), we now have balance_cpu in a position to move
4868                  * load to given_cpu. In rare situations, this may cause
4869                  * conflicts (balance_cpu and given_cpu/ilb_cpu deciding
4870                  * _independently_ and at _same_ time to move some load to
4871                  * given_cpu) causing exceess load to be moved to given_cpu.
4872                  * This however should not happen so much in practice and
4873                  * moreover subsequent load balance cycles should correct the
4874                  * excess load moved.
4875                  */
4876                 if ((env.flags & LBF_SOME_PINNED) && env.imbalance > 0 &&
4877                                 lb_iterations++ < max_lb_iterations) {
4878
4879                         env.dst_rq       = cpu_rq(env.new_dst_cpu);
4880                         env.dst_cpu      = env.new_dst_cpu;
4881                         env.flags       &= ~LBF_SOME_PINNED;
4882                         env.loop         = 0;
4883                         env.loop_break   = sched_nr_migrate_break;
4884                         /*
4885                          * Go back to "more_balance" rather than "redo" since we
4886                          * need to continue with same src_cpu.
4887                          */
4888                         goto more_balance;
4889                 }
4890
4891                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
4892                 if (unlikely(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
4893                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
4894                         if (!cpumask_empty(cpus)) {
4895                                 env.loop = 0;
4896                                 env.loop_break = sched_nr_migrate_break;
4897                                 goto redo;
4898                         }
4899                         goto out_balanced;
4900                 }
4901         }
4902
4903         if (!ld_moved) {
4904                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
4905                 /*
4906                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
4907                  * We do not want newidle balance, which can be very
4908                  * frequent, pollute the failure counter causing
4909                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
4910                  */
4911                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
4912                         sd->nr_balance_failed++;
4913
4914                 if (need_active_balance(&env)) {
4915                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
4916
4917                         /* don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
4918                          * if the curr task on busiest cpu can't be
4919                          * moved to this_cpu
4920                          */
4921                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu,
4922                                         tsk_cpus_allowed(busiest->curr))) {
4923                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
4924                                                             flags);
4925                                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
4926                                 goto out_one_pinned;
4927                         }
4928
4929                         /*
4930                          * ->active_balance synchronizes accesses to
4931                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
4932                          * only after active load balance is finished.
4933                          */
4934                         if (!busiest->active_balance) {
4935                                 busiest->active_balance = 1;
4936                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
4937                                 active_balance = 1;
4938                         }
4939                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
4940
4941                         if (active_balance) {
4942                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
4943                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
4944                                         &busiest->active_balance_work);
4945                         }
4946
4947                         /*
4948                          * We've kicked active balancing, reset the failure
4949                          * counter.
4950                          */
4951                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
4952                 }
4953         } else
4954                 sd->nr_balance_failed = 0;
4955
4956         if (likely(!active_balance)) {
4957                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
4958                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
4959         } else {
4960                 /*
4961                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
4962                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
4963                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
4964                  * move_tasks).
4965                  */
4966                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
4967                         sd->balance_interval *= 2;
4968         }
4969
4970         goto out;
4971
4972 out_balanced:
4973         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
4974
4975         sd->nr_balance_failed = 0;
4976
4977 out_one_pinned:
4978         /* tune up the balancing interval */
4979         if (((env.flags & LBF_ALL_PINNED) &&
4980                         sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
4981                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
4982                 sd->balance_interval *= 2;
4983
4984         ld_moved = 0;
4985 out:
4986         return ld_moved;
4987 }
4988
4989 /*
4990  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
4991  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
4992  */
4993 void idle_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq)
4994 {
4995         struct sched_domain *sd;
4996         int pulled_task = 0;
4997         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
4998
4999         this_rq->idle_stamp = this_rq->clock;
5000
5001         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost)
5002                 return;
5003
5004         update_rq_runnable_avg(this_rq, 1);
5005
5006         /*
5007          * Drop the rq->lock, but keep IRQ/preempt disabled.
5008          */
5009         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
5010
5011         update_blocked_averages(this_cpu);
5012         rcu_read_lock();
5013         for_each_domain(this_cpu, sd) {
5014                 unsigned long interval;
5015                 int balance = 1;
5016
5017                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
5018                         continue;
5019
5020                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
5021                         /* If we've pulled tasks over stop searching: */
5022                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
5023                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE, &balance);
5024                 }
5025
5026                 interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
5027                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval))
5028                         next_balance = sd->last_balance + interval;
5029                 if (pulled_task) {
5030                         this_rq->idle_stamp = 0;
5031                         break;
5032                 }
5033         }
5034         rcu_read_unlock();
5035
5036         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
5037
5038         if (pulled_task || time_after(jiffies, this_rq->next_balance)) {
5039                 /*
5040                  * We are going idle. next_balance may be set based on
5041                  * a busy processor. So reset next_balance.
5042                  */
5043                 this_rq->next_balance = next_balance;
5044         }
5045 }
5046
5047 /*
5048  * active_load_balance_cpu_stop is run by cpu stopper. It pushes
5049  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
5050  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
5051  * avoids physical / logical imbalances.
5052  */
5053 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
5054 {
5055         struct rq *busiest_rq = data;
5056         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
5057         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
5058         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
5059         struct sched_domain *sd;
5060
5061         raw_spin_lock_irq(&busiest_rq->lock);
5062
5063         /* make sure the requested cpu hasn't gone down in the meantime */
5064         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
5065                      !busiest_rq->active_balance))
5066                 goto out_unlock;
5067
5068         /* Is there any task to move? */
5069         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
5070                 goto out_unlock;
5071
5072         /*
5073          * This condition is "impossible", if it occurs
5074          * we need to fix it. Originally reported by
5075          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
5076          */
5077         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
5078
5079         /* move a task from busiest_rq to target_rq */
5080         double_lock_balance(busiest_rq, target_rq);
5081
5082         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
5083         rcu_read_lock();
5084         for_each_domain(target_cpu, sd) {
5085                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
5086                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
5087                                 break;
5088         }
5089
5090         if (likely(sd)) {
5091                 struct lb_env env = {
5092                         .sd             = sd,
5093                         .dst_cpu        = target_cpu,
5094                         .dst_rq         = target_rq,
5095                         .src_cpu        = busiest_rq->cpu,
5096                         .src_rq         = busiest_rq,
5097                         .idle           = CPU_IDLE,
5098                 };
5099
5100                 schedstat_inc(sd, alb_count);
5101
5102                 if (move_one_task(&env))
5103                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
5104                 else
5105                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
5106         }
5107         rcu_read_unlock();
5108         double_unlock_balance(busiest_rq, target_rq);
5109 out_unlock:
5110         busiest_rq->active_balance = 0;
5111         raw_spin_unlock_irq(&busiest_rq->lock);
5112         return 0;
5113 }
5114
5115 #ifdef CONFIG_NO_HZ
5116 /*
5117  * idle load balancing details
5118  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
5119  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
5120  *   load balancing for all the idle CPUs.
5121  */
5122 static struct {
5123         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
5124         atomic_t nr_cpus;
5125         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
5126 } nohz ____cacheline_aligned;
5127
5128 static inline int find_new_ilb(int call_cpu)
5129 {
5130         int ilb = cpumask_first(nohz.idle_cpus_mask);
5131
5132         if (ilb < nr_cpu_ids && idle_cpu(ilb))
5133                 return ilb;
5134
5135         return nr_cpu_ids;
5136 }
5137
5138 /*
5139  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick the
5140  * nohz_load_balancer CPU (if there is one) otherwise fallback to any idle
5141  * CPU (if there is one).
5142  */
5143 static void nohz_balancer_kick(int cpu)
5144 {
5145         int ilb_cpu;
5146
5147         nohz.next_balance++;
5148
5149         ilb_cpu = find_new_ilb(cpu);
5150
5151         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
5152                 return;
5153
5154         if (test_and_set_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(ilb_cpu)))
5155                 return;
5156         /*
5157          * Use smp_send_reschedule() instead of resched_cpu().
5158          * This way we generate a sched IPI on the target cpu which
5159          * is idle. And the softirq performing nohz idle load balance
5160          * will be run before returning from the IPI.
5161          */
5162         smp_send_reschedule(ilb_cpu);
5163         return;
5164 }
5165
5166 static inline void nohz_balance_exit_idle(int cpu)
5167 {
5168         if (unlikely(test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))) {
5169                 cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
5170                 atomic_dec(&nohz.nr_cpus);
5171                 clear_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
5172         }
5173 }
5174
5175 static inline void set_cpu_sd_state_busy(void)
5176 {
5177         struct sched_domain *sd;
5178         int cpu = smp_processor_id();
5179
5180         if (!test_bit(NOHZ_IDLE, nohz_flags(cpu)))
5181                 return;
5182         clear_bit(NOHZ_IDLE, nohz_flags(cpu));
5183
5184         rcu_read_lock();
5185         for_each_domain(cpu, sd)
5186                 atomic_inc(&sd->groups->sgp->nr_busy_cpus);
5187         rcu_read_unlock();
5188 }
5189
5190 void set_cpu_sd_state_idle(void)
5191 {
5192         struct sched_domain *sd;
5193         int cpu = smp_processor_id();
5194
5195         if (test_bit(NOHZ_IDLE, nohz_flags(cpu)))
5196                 return;
5197         set_bit(NOHZ_IDLE, nohz_flags(cpu));
5198
5199         rcu_read_lock();
5200         for_each_domain(cpu, sd)
5201                 atomic_dec(&sd->groups->sgp->nr_busy_cpus);
5202         rcu_read_unlock();
5203 }
5204
5205 /*
5206  * This routine will record that the cpu is going idle with tick stopped.
5207  * This info will be used in performing idle load balancing in the future.
5208  */
5209 void nohz_balance_enter_idle(int cpu)
5210 {
5211         /*
5212          * If this cpu is going down, then nothing needs to be done.
5213          */
5214         if (!cpu_active(cpu))
5215                 return;
5216
5217         if (test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))
5218                 return;
5219
5220         cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
5221         atomic_inc(&nohz.nr_cpus);
5222         set_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
5223 }
5224
5225 static int __cpuinit sched_ilb_notifier(struct notifier_block *nfb,
5226                                         unsigned long action, void *hcpu)
5227 {
5228         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
5229         case CPU_DYING:
5230                 nohz_balance_exit_idle(smp_processor_id());
5231                 return NOTIFY_OK;
5232         default:
5233                 return NOTIFY_DONE;
5234         }
5235 }
5236 #endif
5237
5238 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
5239
5240 /*
5241  * Scale the max load_balance interval with the number of CPUs in the system.
5242  * This trades load-balance latency on larger machines for less cross talk.
5243  */
5244 void update_max_interval(void)
5245 {
5246         max_load_balance_interval = HZ*num_online_cpus()/10;
5247 }
5248
5249 /*
5250  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
5251  * and initiates a balancing operation if so.
5252  *
5253  * Balancing parameters are set up in arch_init_sched_domains.
5254  */
5255 static void rebalance_domains(int cpu, enum cpu_idle_type idle)
5256 {
5257         int balance = 1;
5258         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5259         unsigned long interval;
5260         struct sched_domain *sd;
5261         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
5262         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
5263         int update_next_balance = 0;
5264         int need_serialize;
5265
5266         update_blocked_averages(cpu);
5267
5268         rcu_read_lock();
5269         for_each_domain(cpu, sd) {
5270                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
5271                         continue;
5272
5273                 interval = sd->balance_interval;
5274                 if (idle != CPU_IDLE)
5275                         interval *= sd->busy_factor;
5276
5277                 /* scale ms to jiffies */
5278                 interval = msecs_to_jiffies(interval);
5279                 interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
5280
5281                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
5282
5283                 if (need_serialize) {
5284                         if (!spin_trylock(&balancing))
5285                                 goto out;
5286                 }
5287
5288                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
5289                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &balance)) {
5290                                 /*
5291                                  * We've pulled tasks over so either we're no
5292                                  * longer idle.
5293                                  */
5294                                 idle = CPU_NOT_IDLE;
5295                         }
5296                         sd->last_balance = jiffies;
5297                 }
5298                 if (need_serialize)
5299                         spin_unlock(&balancing);
5300 out:
5301                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
5302                         next_balance = sd->last_balance + interval;
5303                         update_next_balance = 1;
5304                 }
5305
5306                 /*
5307                  * Stop the load balance at this level. There is another
5308                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
5309                  * actively.
5310                  */
5311                 if (!balance)
5312                         break;
5313         }
5314         rcu_read_unlock();
5315
5316         /*
5317          * next_balance will be updated only when there is a need.
5318          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
5319          * updated.
5320          */
5321         if (likely(update_next_balance))
5322                 rq->next_balance = next_balance;
5323 }
5324
5325 #ifdef CONFIG_NO_HZ
5326 /*
5327  * In CONFIG_NO_HZ case, the idle balance kickee will do the
5328  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
5329  */
5330 static void nohz_idle_balance(int this_cpu, enum cpu_idle_type idle)
5331 {
5332         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
5333         struct rq *rq;
5334         int balance_cpu;
5335
5336         if (idle != CPU_IDLE ||
5337             !test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu)))
5338                 goto end;
5339
5340         for_each_cpu(balance_cpu, nohz.idle_cpus_mask) {
5341                 if (balance_cpu == this_cpu || !idle_cpu(balance_cpu))
5342                         continue;
5343
5344                 /*
5345                  * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
5346                  * work being done for other cpus. Next load
5347                  * balancing owner will pick it up.
5348                  */
5349                 if (need_resched())
5350                         break;
5351
5352                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
5353
5354                 raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
5355                 update_rq_clock(rq);
5356                 update_idle_cpu_load(rq);
5357                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
5358
5359                 rebalance_domains(balance_cpu, CPU_IDLE);
5360
5361                 if (time_after(this_rq->next_balance, rq->next_balance))
5362                         this_rq->next_balance = rq->next_balance;
5363         }
5364         nohz.next_balance = this_rq->next_balance;
5365 end:
5366         clear_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu));
5367 }
5368
5369 /*
5370  * Current heuristic for kicking the idle load balancer in the presence
5371  * of an idle cpu is the system.
5372  *   - This rq has more than one task.
5373  *   - At any scheduler domain level, this cpu's scheduler group has multiple
5374  *     busy cpu's exceeding the group's power.
5375  *   - For SD_ASYM_PACKING, if the lower numbered cpu's in the scheduler
5376  *     domain span are idle.
5377  */
5378 static inline int nohz_kick_needed(struct rq *rq, int cpu)
5379 {
5380         unsigned long now = jiffies;
5381         struct sched_domain *sd;
5382
5383         if (unlikely(idle_cpu(cpu)))
5384                 return 0;
5385
5386        /*
5387         * We may be recently in ticked or tickless idle mode. At the first
5388         * busy tick after returning from idle, we will update the busy stats.
5389         */
5390         set_cpu_sd_state_busy();
5391         nohz_balance_exit_idle(cpu);
5392
5393         /*
5394          * None are in tickless mode and hence no need for NOHZ idle load
5395          * balancing.
5396          */
5397         if (likely(!atomic_read(&nohz.nr_cpus)))
5398                 return 0;
5399
5400         if (time_before(now, nohz.next_balance))
5401                 return 0;
5402
5403         if (rq->nr_running >= 2)
5404                 goto need_kick;
5405
5406         rcu_read_lock();
5407         for_each_domain(cpu, sd) {
5408                 struct sched_group *sg = sd->groups;
5409                 struct sched_group_power *sgp = sg->sgp;
5410                 int nr_busy = atomic_read(&sgp->nr_busy_cpus);
5411
5412                 if (sd->flags & SD_SHARE_PKG_RESOURCES && nr_busy > 1)
5413                         goto need_kick_unlock;
5414
5415                 if (sd->flags & SD_ASYM_PACKING && nr_busy != sg->group_weight
5416                     && (cpumask_first_and(nohz.idle_cpus_mask,
5417                                           sched_domain_span(sd)) < cpu))
5418                         goto need_kick_unlock;
5419
5420                 if (!(sd->flags & (SD_SHARE_PKG_RESOURCES | SD_ASYM_PACKING)))
5421                         break;
5422         }
5423         rcu_read_unlock();
5424         return 0;
5425
5426 need_kick_unlock:
5427         rcu_read_unlock();
5428 need_kick:
5429         return 1;
5430 }
5431 #else
5432 static void nohz_idle_balance(int this_cpu, enum cpu_idle_type idle) { }
5433 #endif
5434
5435 /*
5436  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
5437  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
5438  */
5439 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
5440 {
5441         int this_cpu = smp_processor_id();
5442         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
5443         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_balance ?
5444                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
5445
5446         rebalance_domains(this_cpu, idle);
5447
5448         /*
5449          * If this cpu has a pending nohz_balance_kick, then do the
5450          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
5451          * stopped.
5452          */
5453         nohz_idle_balance(this_cpu, idle);
5454 }
5455
5456 static inline int on_null_domain(int cpu)
5457 {
5458         return !rcu_dereference_sched(cpu_rq(cpu)->sd);
5459 }
5460
5461 /*
5462  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
5463  */
5464 void trigger_load_balance(struct rq *rq, int cpu)
5465 {
5466         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
5467         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance) &&
5468             likely(!on_null_domain(cpu)))
5469                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
5470 #ifdef CONFIG_NO_HZ
5471         if (nohz_kick_needed(rq, cpu) && likely(!on_null_domain(cpu)))
5472                 nohz_balancer_kick(cpu);
5473 #endif
5474 }
5475
5476 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
5477 {
5478         update_sysctl();
5479 }
5480
5481 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
5482 {
5483         update_sysctl();
5484
5485         /* Ensure any throttled groups are reachable by pick_next_task */
5486         unthrottle_offline_cfs_rqs(rq);
5487 }
5488
5489 #endif /* CONFIG_SMP */
5490
5491 /*
5492  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
5493  */
5494 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
5495 {
5496         struct cfs_rq *cfs_rq;
5497         struct sched_entity *se = &curr->se;
5498
5499         for_each_sched_entity(se) {
5500                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5501                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
5502         }
5503
5504         update_rq_runnable_avg(rq, 1);
5505 }
5506
5507 /*
5508  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
5509  *  - child not yet on the tasklist
5510  *  - preemption disabled
5511  */
5512 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
5513 {
5514         struct cfs_rq *cfs_rq;
5515         struct sched_entity *se = &p->se, *curr;
5516         int this_cpu = smp_processor_id();
5517         struct rq *rq = this_rq();
5518         unsigned long flags;
5519
5520         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5521
5522         update_rq_clock(rq);
5523
5524         cfs_rq = task_cfs_rq(current);
5525         curr = cfs_rq->curr;
5526
5527         if (unlikely(task_cpu(p) != this_cpu)) {
5528                 rcu_read_lock();
5529                 __set_task_cpu(p, this_cpu);
5530                 rcu_read_unlock();
5531         }
5532
5533         update_curr(cfs_rq);
5534
5535         if (curr)
5536                 se->vruntime = curr->vruntime;
5537         place_entity(cfs_rq, se, 1);
5538
5539         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
5540                 /*
5541                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
5542                  * 'current' within the tree based on its new key value.
5543                  */
5544                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
5545                 resched_task(rq->curr);
5546         }
5547
5548         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
5549
5550         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5551 }
5552
5553 /*
5554  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
5555  * the current task.
5556  */
5557 static void
5558 prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int oldprio)
5559 {
5560         if (!p->se.on_rq)
5561                 return;
5562
5563         /*
5564          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
5565          * our priority decreased, or if we are not currently running on
5566          * this runqueue and our priority is higher than the current's
5567          */
5568         if (rq->curr == p) {
5569                 if (p->prio > oldprio)
5570                         resched_task(rq->curr);
5571         } else
5572                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
5573 }
5574
5575 static void switched_from_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5576 {
5577         struct sched_entity *se = &p->se;
5578         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5579
5580         /*
5581          * Ensure the task's vruntime is normalized, so that when its
5582          * switched back to the fair class the enqueue_entity(.flags=0) will
5583          * do the right thing.
5584          *
5585          * If it was on_rq, then the dequeue_entity(.flags=0) will already
5586          * have normalized the vruntime, if it was !on_rq, then only when
5587          * the task is sleeping will it still have non-normalized vruntime.
5588          */
5589         if (!se->on_rq && p->state != TASK_RUNNING) {
5590                 /*
5591                  * Fix up our vruntime so that the current sleep doesn't
5592                  * cause 'unlimited' sleep bonus.
5593                  */
5594                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
5595                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
5596         }
5597
5598 #if defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && defined(CONFIG_SMP)
5599         /*
5600         * Remove our load from contribution when we leave sched_fair
5601         * and ensure we don't carry in an old decay_count if we
5602         * switch back.
5603         */
5604         if (p->se.avg.decay_count) {
5605                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(&p->se);
5606                 __synchronize_entity_decay(&p->se);
5607                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq,
5608                                 p->se.avg.load_avg_contrib);
5609         }
5610 #endif
5611 }
5612
5613 /*
5614  * We switched to the sched_fair class.
5615  */
5616 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5617 {
5618         if (!p->se.on_rq)
5619                 return;
5620
5621         /*
5622          * We were most likely switched from sched_rt, so
5623          * kick off the schedule if running, otherwise just see
5624          * if we can still preempt the current task.
5625          */
5626         if (rq->curr == p)
5627                 resched_task(rq->curr);
5628         else
5629                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
5630 }
5631
5632 /* Account for a task changing its policy or group.
5633  *
5634  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
5635  * migrates between groups/classes.
5636  */
5637 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
5638 {
5639         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
5640
5641         for_each_sched_entity(se) {
5642                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5643
5644                 set_next_entity(cfs_rq, se);
5645                 /* ensure bandwidth has been allocated on our new cfs_rq */
5646                 account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
5647         }
5648 }
5649
5650 void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
5651 {
5652         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT;
5653         cfs_rq->min_vruntime = (u64)(-(1LL << 20));
5654 #ifndef CONFIG_64BIT
5655         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
5656 #endif
5657 #if defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && defined(CONFIG_SMP)
5658         atomic64_set(&cfs_rq->decay_counter, 1);
5659         atomic64_set(&cfs_rq->removed_load, 0);
5660 #endif
5661 }
5662
5663 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5664 static void task_move_group_fair(struct task_struct *p, int on_rq)
5665 {
5666         struct cfs_rq *cfs_rq;
5667         /*
5668          * If the task was not on the rq at the time of this cgroup movement
5669          * it must have been asleep, sleeping tasks keep their ->vruntime
5670          * absolute on their old rq until wakeup (needed for the fair sleeper
5671          * bonus in place_entity()).
5672          *
5673          * If it was on the rq, we've just 'preempted' it, which does convert
5674          * ->vruntime to a relative base.
5675          *
5676          * Make sure both cases convert their relative position when migrating
5677          * to another cgroup's rq. This does somewhat interfere with the
5678          * fair sleeper stuff for the first placement, but who cares.
5679          */
5680         /*
5681          * When !on_rq, vruntime of the task has usually NOT been normalized.
5682          * But there are some cases where it has already been normalized:
5683          *
5684          * - Moving a forked child which is waiting for being woken up by
5685          *   wake_up_new_task().
5686          * - Moving a task which has been woken up by try_to_wake_up() and
5687          *   waiting for actually being woken up by sched_ttwu_pending().
5688          *
5689          * To prevent boost or penalty in the new cfs_rq caused by delta
5690          * min_vruntime between the two cfs_rqs, we skip vruntime adjustment.
5691          */
5692         if (!on_rq && (!p->se.sum_exec_runtime || p->state == TASK_WAKING))
5693                 on_rq = 1;
5694
5695         if (!on_rq)
5696                 p->se.vruntime -= cfs_rq_of(&p->se)->min_vruntime;
5697         set_task_rq(p, task_cpu(p));
5698         if (!on_rq) {
5699                 cfs_rq = cfs_rq_of(&p->se);
5700                 p->se.vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
5701 #ifdef CONFIG_SMP
5702                 /*
5703                  * migrate_task_rq_fair() will have removed our previous
5704                  * contribution, but we must synchronize for ongoing future
5705                  * decay.
5706                  */
5707                 p->se.avg.decay_count = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
5708                 cfs_rq->blocked_load_avg += p->se.avg.load_avg_contrib;
5709 #endif
5710         }
5711 }
5712
5713 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
5714 {
5715         int i;
5716
5717         destroy_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
5718
5719         for_each_possible_cpu(i) {
5720                 if (tg->cfs_rq)
5721                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
5722                 if (tg->se)
5723                         kfree(tg->se[i]);
5724         }
5725
5726         kfree(tg->cfs_rq);
5727         kfree(tg->se);
5728 }
5729
5730 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
5731 {
5732         struct cfs_rq *cfs_rq;
5733         struct sched_entity *se;
5734         int i;
5735
5736         tg->cfs_rq = kzalloc(sizeof(cfs_rq) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
5737         if (!tg->cfs_rq)
5738                 goto err;
5739         tg->se = kzalloc(sizeof(se) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
5740         if (!tg->se)
5741                 goto err;
5742
5743         tg->shares = NICE_0_LOAD;
5744
5745         init_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
5746
5747         for_each_possible_cpu(i) {
5748                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
5749                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
5750                 if (!cfs_rq)
5751                         goto err;
5752
5753                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity),
5754                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
5755                 if (!se)
5756                         goto err_free_rq;
5757
5758                 init_cfs_rq(cfs_rq);
5759                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, parent->se[i]);
5760         }
5761
5762         return 1;
5763
5764 err_free_rq:
5765         kfree(cfs_rq);
5766 err:
5767         return 0;
5768 }
5769
5770 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu)
5771 {
5772         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5773         unsigned long flags;
5774
5775         /*
5776         * Only empty task groups can be destroyed; so we can speculatively
5777         * check on_list without danger of it being re-added.
5778         */
5779         if (!tg->cfs_rq[cpu]->on_list)
5780                 return;
5781
5782         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5783         list_del_leaf_cfs_rq(tg->cfs_rq[cpu]);
5784         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5785 }
5786
5787 void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
5788                         struct sched_entity *se, int cpu,
5789                         struct sched_entity *parent)
5790 {
5791         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5792
5793         cfs_rq->tg = tg;
5794         cfs_rq->rq = rq;
5795         init_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
5796
5797         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
5798         tg->se[cpu] = se;
5799
5800         /* se could be NULL for root_task_group */
5801         if (!se)
5802                 return;
5803
5804         if (!parent)
5805                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
5806         else
5807                 se->cfs_rq = parent->my_q;
5808
5809         se->my_q = cfs_rq;
5810         update_load_set(&se->load, 0);
5811         se->parent = parent;
5812 }
5813
5814 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
5815
5816 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
5817 {
5818         int i;
5819         unsigned long flags;
5820
5821         /*
5822          * We can't change the weight of the root cgroup.
5823          */
5824         if (!tg->se[0])
5825                 return -EINVAL;
5826
5827         shares = clamp(shares, scale_load(MIN_SHARES), scale_load(MAX_SHARES));
5828
5829         mutex_lock(&shares_mutex);
5830         if (tg->shares == shares)
5831                 goto done;
5832
5833         tg->shares = shares;
5834         for_each_possible_cpu(i) {
5835                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
5836                 struct sched_entity *se;
5837
5838                 se = tg->se[i];
5839                 /* Propagate contribution to hierarchy */
5840                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5841                 for_each_sched_entity(se)
5842                         update_cfs_shares(group_cfs_rq(se));
5843                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5844         }
5845
5846 done:
5847         mutex_unlock(&shares_mutex);
5848         return 0;
5849 }
5850 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
5851
5852 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
5853
5854 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
5855 {
5856         return 1;
5857 }
5858
5859 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu) { }
5860
5861 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
5862
5863
5864 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
5865 {
5866         struct sched_entity *se = &task->se;
5867         unsigned int rr_interval = 0;
5868
5869         /*
5870          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
5871          * idle runqueue:
5872          */
5873         if (rq->cfs.load.weight)
5874                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(&rq->cfs, se));
5875
5876         return rr_interval;
5877 }
5878
5879 /*
5880  * All the scheduling class methods:
5881  */
5882 const struct sched_class fair_sched_class = {
5883         .next                   = &idle_sched_class,
5884         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
5885         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
5886         .yield_task             = yield_task_fair,
5887         .yield_to_task          = yield_to_task_fair,
5888
5889         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
5890
5891         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
5892         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
5893
5894 #ifdef CONFIG_SMP
5895         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
5896 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5897         .migrate_task_rq        = migrate_task_rq_fair,
5898 #endif
5899         .rq_online              = rq_online_fair,
5900         .rq_offline             = rq_offline_fair,
5901
5902         .task_waking            = task_waking_fair,
5903 #endif
5904
5905         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
5906         .task_tick              = task_tick_fair,
5907         .task_fork              = task_fork_fair,
5908
5909         .prio_changed           = prio_changed_fair,
5910         .switched_from          = switched_from_fair,
5911         .switched_to            = switched_to_fair,
5912
5913         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
5914
5915 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5916         .task_move_group        = task_move_group_fair,
5917 #endif
5918 };
5919
5920 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5921 void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
5922 {
5923         struct cfs_rq *cfs_rq;
5924
5925         rcu_read_lock();
5926         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
5927                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
5928         rcu_read_unlock();
5929 }
5930 #endif
5931
5932 __init void init_sched_fair_class(void)
5933 {
5934 #ifdef CONFIG_SMP
5935         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
5936
5937 #ifdef CONFIG_NO_HZ
5938         nohz.next_balance = jiffies;
5939         zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
5940         cpu_notifier(sched_ilb_notifier, 0);
5941 #endif
5942 #endif /* SMP */
5943
5944 }